如果一对夫妇只要生不出男孩就会一直生下去,平均生到第几个才会有一个男孩?
看到社会新闻上十几个姐姐一个弟弟的情况很好奇顺带,在题目的情况下,第十一个孩子才是男孩的概率有多少?
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已知生出每种性别的孩子的概率是1/2。
方法一(直接计算):
第1次就生出男孩的概率是1/2,第2次才生出男孩的概率是1/4,第3次才生出男孩的概率是1/8,第4次才生出男孩的概率是1/16……
所以生孩子的次数的期望是: E(X)=\frac{1}{2}+\frac{2}{4}+\frac{3}{8}+\frac{4}{16}+\frac{5}{32}+…
这可以用错位相减法求。 2E(X)=1+\frac{2}{2}+\frac{3}{4}+\frac{4}{8}+\frac{5}{16}+…
计算2E(X)-E(X),将2E(X)的每一项(首项除外)和E(X)的前一项相减得: 2E(X)-E(X)=1+\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}+\frac{1}{16}+…
根据无穷等比数列的求和公式,E(X)=2。
方法二(列方程):
设生孩子的次数的期望是E(X),所以有两种情况:
①第一次生出男孩,概率是1/2,次数是1;
②第一次生出女孩,概率是1/2,次数是E(X)+1。
所以可以列出: E(X)=\frac{1}{2}+\frac{1}{2}(E(X)+1)
解得E(X)=2。
再附加一条:如果一个事件发生的概率是p,那么反复进行该随机试验,直到此事件发生为止,进行的次数的期望是1/p。
发布于 2023-06-17 11:19・IP 属地黑龙江查看全文>>
33HCY - 12 个点赞 👍
2 个
这实际上是一个负二项分布的特殊形式.
假设生男孩和生女孩的概率都是 \frac{1}{2} , 那么在第 a 胎才生出第一个男孩的概率是
\begin{align} P_a&=\Big(1-\frac{1}{2}\Big)^{a-1}\frac{1}{2}\\ &=\Big(\frac{1}{2}\Big)^a \end{align}
生出第一个男孩所需的生孩子胎数的期望为
\begin{align} E(a)&=\sum_{a=1}^{\infty}a\Big(\frac{1}{2}\Big)^a\\ &=2\sum_{a=1}^{\infty}a\Big(\frac{1}{2}\Big)^{a+1}\\ &=2\sum_{a=1}^{\infty}a\Big(\frac{1}{2}\Big)^{a+1}\\ &=2\sum_{a=1}^{\infty}\left[(a+1)\Big(\frac{1}{2}\Big)^{a+1}-\Big(\frac{1}{2}\Big)^{a+1}\right]\\ &=2\left[E(a)-\frac12\right]-\sum_{a=1}^{\infty}\Big(\frac{1}{2}\Big)^{a}\\ &=2E(a)-1-1\\ &=2E(a)-2\\\\ E(a)&=2 \end{align}
至于第是一个孩子才是男孩的概率, 那就很简单了, 前十个一定是女孩, 第是一个是男孩, 所以概率是
\begin{align} P_{11}&=\Big(\frac{1}{2}\Big)^{11}\\ &=\frac{1}{2048}\\ &=0.00048828125 \end{align}
发布于 2023-07-02 16:34・IP 属地中国香港查看全文>>
Pandora Eartha - 7 个点赞 👍
按50%男孩计算,一种简单的方法是不管生几个,每一胎男女概率一样,因而最终男孩数量和女孩数量期望相等,而男孩一定有且只有一个,那么女孩期望也是一个,总的孩子数量期望自然就是两个
发布于 2023-06-17 11:34・IP 属地山东真诚赞赏,手留余香还没有人赞赏,快来当第一个赞赏的人吧!查看全文>>
灵剑 - 5 个点赞 👍
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车著明chezhuming - 3 个点赞 👍
2个.
假设交配型比例1:1,出现小配子型后不再繁殖.后代数量和比例的积构成数列:an=n/2^n,前项和An=2-(n+2)/2^n;正向收敛于2,数量足够大可用收敛值.
如果产出小配子型概率为z,则数量比例积为bn=zn/(1-z)^(n-1).平均1/z个.
编辑于 2022-12-16 01:20・IP 属地黑龙江查看全文>>
知乎用户 - 2 个点赞 👍
生男的概率是略略大于50%的,大概是107:100(男:女)
按照50%的概率计算,则:
第一胎就搞定的,是一半。
剩下的一半第二胎搞定。
然后剩下的里面还有一半是第三胎搞定。。。
这个数列很熟悉啦?
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但是,实际上的孤例样本跟统计学意义并无关系。
就像中国人月收入平均数是5000,不妨碍有马云存在一个道理。
新闻中的情况,很可能是男方的基因或者精子有问题,导致了比较独特的性别筛选机制出现。
发布于 2022-12-02 09:11・IP 属地山东查看全文>>
知乎用户 - 2 个点赞 👍
我可以试着回答一下这个问题。
很多朋友已经给出了各自的想法,有的用统计数据来说明,也有的把自己的理解用文字表达出来。如果从概率论的角度研究这个问题,可以发现这是一种几何分布,更粗略地说,服从负二项分布。
不想看过程的朋友可以直接划到最后看结论。
记生到第k个孩子会出现第一个男孩,很明显k的范围是全体自然数。而且当k>2时,k之前的所有的都是女孩。记每一次生孩子生出男孩的概率为p,则生出女孩的概率为1-p,且每次生孩子是男是女是相互独立,毫不相关的。那么第k次才生出第一个男孩的概率为: P\{X=k\}=(1-p)^{k-1}\cdot p\\\tag{1} 题目中要求的结果即为k的数学期望。根据离散随机变量的数学期望公式可以得出: E(X)=\sum_{k=1}^\infty k(1-p)^{k-1}\cdot p\\\tag{2} 概率论的部分就到此为止了,接下来要求出这个无穷级数的值,需要用到微积分的知识: \begin{align*} E(X)&=p\sum_{k=1}^\infty k(1-p)^{k-1}=p\cdot\frac{\mathrm d}{\mathrm d(1-p)}\left[\sum_{k=1}^\infty(1-p)^{k-1}\right] \\&=p\cdot\frac{\mathrm d}{\mathrm d(1-p)}\frac{1-p}{1-(1-p)}=p\cdot\frac 1{p^2}=\color{red}{\frac 1p}. \end{align*}\\\tag{3} 这样我们就得出了X的数学期望。它的意义是:平均第一次生出男孩所需次数是每一次生出男孩概率的倒数。例如,如果生男生女概率相等,则平均生出男孩的次数为2次;如果更加符合实际一些,假设说经过统计,生男孩和生女孩的概率比为 107:100, 则平均需要的次数变为 \displaystyle\frac{107}{207}.
希望有所帮助。
编辑于 2022-12-09 20:26・IP 属地北京查看全文>>
洛长思 - 2 个点赞 👍
如果生男孩概率是 0.5 的话,第二个。
假设生男孩的概率是 a 且每次生育的性别是独立事件,那么“平均生到第几个是男孩”就是它的数学期望 1/a 。
如果这样不够直观,你还可以理解数学期望为“生第 n 个才会是男孩”的概率 p 乘以 n 再对所有可能的 n (在这个问题里是 1 到无穷的整数)求和,“生第 n 个才会是男孩“等价于“前 n-1 个是女孩,第 n 个是男孩”,概率是 p= (1-a)^{n-1}*a ,求和得到:
S=1*a+2*(1-a)*a+3*(1-a)^2*a... =a*S'
S'=1+2*(1-a)+3*(1-a)^2+4*(1-a)^3+...(1)
(1-a)*S'=(1-a)+2*(1-a)^2+3*(1-a)^3+...(2)
(1)-(2) 得 a*S'=1+(1-a)+(1-a)^2+(1-a)^3+...=1/(1-(1-a))=1/a=S
编辑于 2022-12-02 16:29・IP 属地广东查看全文>>
mushroom - 1 个点赞 👍
想到一个思路,不知道对不对
因为不管他们怎么生,只要他们还是人类,最后男女比例就是1:1
假设他们平均生n个,那么前n-1次都是女孩,直到第n次生出蓝孩,因为1:1,那么n=2
假设他们不是人类了,男女比例变了,只要还是完全随机,那么思路依然成立
编辑于 2022-12-03 20:09・IP 属地北京查看全文>>
松雪草还在的四月 - 1 个点赞 👍
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离人还在等 - 1 个点赞 👍
假设生男孩的概率是一个固定的常数p,每次孩子的性别是独立的,就有生出第一个男孩时孩子的总数服从几何分布G(p),期望E是1/p。如果p取1/2那期望就是2,也就是说平均来说会是一男一女。
发布于 2023-06-17 11:51・IP 属地北京查看全文>>
炸鸡·德奥尔良 - 0 个点赞 👍
说个思路,事实上假设每一对夫妇生出男孩的概率是个常数,但是这个常数因夫妇而异总体均值是0.5,那么这么做会导致生出女孩概率高的夫妇总体上来说多生,从而导致平均次数超过0.5,世界上女孩多。
发布于 2023-06-17 20:14・IP 属地法国查看全文>>
匿名用户 - 0 个点赞 👍
这取决于出生男女的概率。而且现实里是否每对夫妇生男女概率都是相同的也很难验证。
因为即使是所有人整体上生男生女的概率是55开的,也有可能是10000个人里,9000个50%生男,500个70%生男,500个30%生男。这还是高度简化过的,事实上可能每队夫妻都是不一样的。而如果一定生到儿子停止,就意味着生男概率低的夫妇会有更高的生育期望率,会让平均生到第一个男孩的数量上升,以及会整体上女性的比例上升。
发布于 2022-12-02 11:12・IP 属地江苏查看全文>>
知乎用户 - 0 个点赞 👍
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李大贝 - 0 个点赞 👍
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杜迪 - 0 个点赞 👍
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小屠少侠