半熟三昧(本とか音楽とか)

半熟ドクター(とはいえ気がつくと医師20年選手だけど)の読んだ本とか音楽とか

f(n)の算出

まずf(0)、つまり すべてわかっている場合は、当然クリアーの確率は100%、1。

f(1)、つまり50問あり、わからない問題が1問ある場合のクリアの確率はどうでしょうか?

 漠然と、8割くらいはあるのかな?と思っていま-したが、よく考えたら、そんなに高くない。
 問題をシャッフルして、このわからない問題が 1-30問目にあれば、アウトなのである。41-50問目にくるよりも、当然ながら多い。
 従って、f(1)は 20/50= 0.4
 実は、そのジャンルの50問中1問わからないだけで、 クリアの確率が100%から40%になってしまうのです。
 これは、予想外に厳しい。

 問題を単純化*1すると、この計算は、

「わかる問題を白玉、わからない問題を赤玉として、計50個の玉をランダムに並べて、
 50個の玉のならびの1-30個目まで、すべて白玉が並んだ状態」

 と言い換えることが出来るわけ。

f(2)はどうだろうか?
 2個の赤玉、48個の白玉がある。
 50個並べる場合、すべての順列組み合わせは 50C2=50*49/2 とおり。
 条件を満たすのは、前半にすべて白玉が30個ならび、のこり20個のスペースに赤玉2個が配置されている状態であるので、
 20C2 =20*19/2通り。
 従って、
f(2) = (20*19/2) / (50*49/2) =0.15 (約 15%)

 15%になります。

 続けて、このように考えていくと

f(n) = 20/50 * 19/49 * 18/48 …… * (20-n)/(50-n) と表される

  (うーん、こういう数式って、Σじゃなくて何使うんだったっけ? Πだっけ?)

20個以上わからない場合は、いうまでもなく、f()はゼロである。当然だよね。

 この数式からわかるように、累乗していくので、確率は劇的に下がってゆく。例えば、f(5)は 0.7%。

 50問中 5問わからないだけで、クリアする確率は0.7%になってしまうのだ。

*1:というか、受験数学化、ということか