场景题:有100个球,其中50个红球和50个黑球,要分配到两个袋子中。然后随机选择一个袋子,再从中随机取一个球,目标是使取到红球的概率最大。
问题
有100个球,其中50个红球和50个黑球,要分配到两个袋子中。然后随机选择一个袋子,再从中随机取一个球,目标是使取到红球的概率最大。
我的回答
首先,我们来分析一下问题。有100个球,其中50个红球和50个黑球,要分配到两个袋子中。然后随机选择一个袋子,再从中随机取一个球,目标是使取到红球的概率最大。
这个问题的关键在于理解"随机"选择袋子意味着每个袋子被选中的概率都是1/2。
我的思路是:如果我们能让其中一个袋子的红球比例非常高,那么整体取到红球的概率就会提高。极端情况下,如果一个袋子只装红球,那么选择这个袋子时取到红球的概率是100%。
让我们假设第一个袋子放x个红球和y个黑球,第二个袋子就会有(50-x)个红球和(50-y)个黑球。
取到红球的总概率是:
P(红球) = P(选袋子1) × P(从袋子1取到红球) + P(选袋子2) × P(从袋子2取到红球)
= 1/2 × [x/(x+y)] + 1/2 × [(50-x)/(100-x-y)]
要使这个概率最大,最好的策略是:
- 在第一个袋子中放1个红球和0个黑球
- 在第二个袋子中放49个红球和50个黑球
这样,取红球的概率为:
P(红球) = 1/2 × [1/1] + 1/2 × [49/99] = 1/2 × 1 + 1/2 × 49/99 ≈ 0.5 + 0.247 = 0.747
也就是说,大约有74.7%的概率能取到红球。
这个分配之所以最优,是因为我们创造了一个"确定性"的袋子(100%是红球),同时让另一个袋子的红球比例尽可能高。
当然,我们也可以反过来,在第一个袋子放0个红球和1个黑球,第二个袋子放50个红球和49个黑球,结果是一样的。
这个问题的关键洞察是:不均匀分配会比均匀分配产生更高的期望值。