國三下📊 資料與不確定性
公平性與期望次數
Fairness and Expected Frequency
公式
期望次數 = 總次數 × 機率
各方機率相等才叫公平。做 n 次大約會發生幾次,用 n 乘以機率估。
白話解釋
**公平**的定義很明確:參與各方的**獲勝機率相等**。判斷遊戲公不公平,就是把各方的機率算出來比一比。
看起來公平的規則常常不公平。例如「丟兩顆骰子,和是偶數甲贏、奇數乙贏」——和為偶數有 18 種、奇數也 18 種,這個是公平的。但「和大於 7 甲贏、小於 7 乙贏、等於 7 平手」也公平(各 15 種)。而「積是偶數甲贏、奇數乙贏」就**不公平**——積是奇數要兩顆都奇數,只有 9 種,偶數有 27 種。
所以直覺不可靠,一定要**實際數情況**。
**期望次數 = 總次數 × 機率**。丟 60 次骰子,出現 1 點的期望次數是 60 × 1/6 = 10 次。
但要注意期望次數的意義:它是**長期平均**,不是保證。實際丟 60 次可能出現 7 次或 13 次 1 點,都很正常。次數愈多,實際比例才會愈接近理論機率——這叫**大數法則**。
這也解釋了一個常見的誤解:連續丟出五次正面之後,第六次出現反面的機率**仍然是 1/2**。硬幣沒有記憶,前面的結果不會影響後面。以為「該輪到反面了」是所謂的賭徒謬誤。
什麼時候用
判斷遊戲公平性、估計發生次數、設計抽獎規則。
最容易錯的地方
- 憑直覺判斷公平,沒有實際算機率。
- 把期望次數當成一定會發生的次數。
- 賭徒謬誤:以為前面的結果會影響下一次。
例題 · 3 題
先自己算,再看解答——這樣才有效。
- 1
丟 60 次公正骰子,出現 1 點的期望次數是多少?
- 2
丟兩顆骰子,兩數之積是奇數的情況有幾種?
- 3
連續丟出 5 次正面,第 6 次是反面的機率是多少?(最簡分數)