假设小浣熊随机赠送的卡片共有 108 种(出现概率相同),那么集齐所有卡片所需购买小浣熊包数的数学期望是多少?
明确几个性质:
- 假设硬币丢正面的概率为p,那么第一次丢到正面的平均次数为1/p
- 抽到全部k张卡片所需要的次数= 抽到第一张所需要的次数+抽到第二张所需要的次数+…+ 抽到第k张所需要的次数。
显然,根据2和随机变量期望的线性叠加,我们有:
答案 = E(抽到全部k张卡片所需要的次数) = E(抽到第一张所需要的次数)+E(抽到第二张所需要的次数)+…+ E(抽到第k张所需要的次数)
假设一共有有n张卡片需要抽到,那么抽到第一张的概率为(抽到任何一张都属于被抽到的第一张)p = n/n = 1
根据 1) ,我们有:
E(抽到第一张所需要的次数) = 1/p = 1
那么抽到第二张的概率为(只要不重复抽到第一张,就属于抽到第二张):
p = (n-1)/n
根据1),我们有:
E(抽到第二张所需要的次数) = 1/p = n/(n-1)
那么抽到第三张的概率为(只要不重复抽到前两张,就属于抽到第三张):
p = (n-2)/n 根据1),我们有E(抽到第三张所需要的次数) = 1/p = n/(n-2)
以此类推,答案 = E(抽到全部k张卡片所需要的次数) = 1 + n/(n-1) + n/(n-2) + … + n/(n-k+1)n = 108的时候,原题问的是 k = 108,带入即可得到答案。
答案是519