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[组合] 每一步向花瓶中添加10个球并移除1个球

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hbghlyj Posted at 2025-1-29 20:34:34 |Read mode
en.wikipedia.org/wiki/Ross%E2%80%93Littlewood_paradox
这个问题从一个空花瓶和无限供应的球开始。然后执行无限数量的步骤,每一步向花瓶中添加10个球并移除1个球。然后提出问题:当任务完成时,花瓶中有多少个球?

为了完成无限数量的步骤,假设花瓶在中午前一分钟是空的,并且执行以下步骤:
  • 第一步在中午前30秒执行。
  • 第二步在中午前15秒执行。
  • 每一步的时间是前一步的一半,即第$n$步在中午前$2^{-n}$秒执行。

这保证了在中午之前执行可数无限数量的步骤。由于每一步所需的时间是前一步的一半,在一分钟内执行了无限数量的步骤。然后问题是:中午时花瓶中有多少个球?

一种解决方案是中午时花瓶是空的。
假设无限供应的球是编号的,并且在第1步中,球1到10被插入花瓶,然后球1被移除。在第2步中,球11到20被插入,然后球2被移除。这意味着到中午时,每个编号为$n$的球在插入花瓶后最终会在随后的步骤中被移除(即在第$n$步)。因此,中午时花瓶是空的。这是数学家Allis和Koetsier所青睐的解决方案。

罗斯的概率版本的问题将移除方法扩展到每当要移除一个球时,该球是从当时花瓶中存在的球中均匀随机选择的情况。他在这种情况下表明,任何特定球在中午留在花瓶中的概率为0,因此,通过使用布尔不等式并对球进行可数求和,中午花瓶为空的概率为1。

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 Author| hbghlyj Posted at 2025-1-29 21:50:54
在网上找到了《利特尔伍德杂记》的 pdf,读起来非常有趣。我在维基百科关于“罗斯-利特尔伍德悖论”的文章中看到了这本书的引用。
它的引言中引用道:“一个好的数学笑话比十几篇平庸的论文更好,而且是更好的数学。”

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2025-4-21 14:31 GMT+8

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