平均要取多少个(0,1)中的随机数才能让和超过1-阿里云开发者社区

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平均要取多少个(0,1)中的随机数才能让和超过1

简介:

先用程序估算一下

复制代码
from __future__ import division
import random
N = 1000000
sums = 0
for i in range(N):
    count = 0
    s = 0
    while 1:
        s += random.random()
        count += 1
        if s > 1:
            sums += count 
            break
print sums / N
复制代码

三次给出的结果分别是

1
2.716957 2.718334  2.71885

2.718不就是e的味道吗,下面证明一下

先取两个特例

特例1:x+y < 1——两个随机数之和小于1

结果是紫色部分,为1/2

特例2:x+y+z< 1——三个随机数之和小于1

结果为深底下面的,占整个体积的1/6(锥体积:1/3*底面积*好=1/3 * 1/2 * 1 *1)

这个 1/6 可以利用截面与底面的相似比关系,通过简单的积分求得:

   ∫(0..1) (x^2)*1/2 dx = 1/6

推广:四个 0 到 1 之间的随机数之和小于 1 的概率就等于四维立方体一角的“体积”,它的“底面”是一个体积为 1/6 的三维体,在第四维上对其进行积分便可得到其“体积”

  ∫(0..1) (x^3)*1/6 dx = 1/24

依此类推, n 个随机数之和不超过 1 的概率就是 1/n! ,反过来 n 个数之和大于 1 的概率就是 1 – 1/n! ,因此加到第 n 个数才刚好超过 1 的概率就是

 (1 – 1/n!) – (1 – 1/(n-1)!) = (n-1)/n!

因此,要想让和超过 1 ,需要累加的期望次数为

       ∑(n=2..∞) n * (n-1)/n! = ∑(n=1..∞) n/n! = e

 

转自:http://www.matrix67.com/blog/archives/3507






本文转自jihite博客园博客,原文链接:http://www.cnblogs.com/kaituorensheng/p/3946384.html,如需转载请自行联系原作者

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