■かみあわない話(その8)
ところで,ハルモスの概算公式は,ふたりが同じ誕生日である確率が50%になるためには,cを定数として
c=(−2log(0.5))^1/2〜1.18
n0>c×(365)^1/2
というものである.
もし1年の長さが1/2だったら,二人の誕生日が同じになる確率が50%を超えるためには,
n>c×(365/2)^1/2=n0/√2
もし1年の長さが1/4だったら,二人の誕生日が同じになる確率が50%を超えるためには,
n>c×(365/4)^1/2=n0/2
となる.
d0=365とする.d=4d0,2d0,d0/2,d0/4の場合を扱ってみたい.
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【Q1】自分の誕生日のパーティーに大勢の人を招待することにする.自分の誕生日がそのうちのひとりと同じのなる確率が50%を超えるには何人招けばよいか?
(A1)ひとりの誕生日が自分の誕生日と同じにならない確率は(d−1)/d.n人の客がいて,すべて自分の誕生日と同じにならない確率は((d−1)/d)^n.
自分の誕生日と同じ人がひとりはいる確率は
1−((d−1)/d)^n>0.5
より,
d=4d0のとき,n>1012.
d=2d0のとき,n>506.
d=d0のとき,n>253.この数は365/2よりかなり大きい.
d=d0/2のとき,n>127.
d=d0/4のとき,n>63.
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【Q2】客の中のふたりが同じ誕生日になる確率が50%を超えるには何人招けばよいか?
(A2)このクイズは数多くの本で取り扱われた有名なものである.1番目の人と2番目の人が異なる誕生日である確率は1−1/dである.また,3番目の人が1番と2番の人と誕生日が異なる確率は,2番目の人は1番目の人と異なる日に生まれたとして,1−2/dである.
したがって,n人全員が異なる誕生日である確率pnは,
pn=(1−1/d)×(1−2/d)×・・・×(1−(n−1)/d)
となる.求めたい確率pは少なくとも2人同じ誕生日の人がいる確率であるから,
p=1−pn>0.5
より
d=4d0のとき,n=46.
d=2d0とき,n=33.
d=d0のとき,n=23.
d=d0/2のとき,n=17.
d=d0/4のとき,n=12.
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【3】ハルモスの概算公式との比較
ハルモスの概算公式
d=4d0のとき, n=46 45
d=2d0のとき, n=33 32
d=d0のとき, n=23 23
d=d0/2のとき, n=17 16
d=d0/4のとき, n=12 12
ハルモスの概算公式が十分正確であることがわかるだろう,
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