问题

成功概率为 1% 的事件,理论上平均要尝试到第几次才能成功?

回答
这个问题其实是在问一个经典的概率问题,涉及到“期望值”的概念。

我们知道,一个事件成功的概率是 1%,也就是说,每进行一次尝试,成功的可能性只有百分之一。这就像扔一个有很多面的骰子,其中只有一个面是“成功”的标记,其他九十九个面都是“失败”。

我们想知道的是,平均来看,需要扔多少次才能第一次见到那个“成功”的标记。

这里有个直观的想法:如果成功率只有 1%,那是不是需要尝试一百次呢?这个想法很有道理,也很接近答案。

让我们换个角度想。假设我们现在尝试了第一次,成功了。那很好,我们只尝试了一次。如果第一次失败了,我们还有第二次机会。第二次成功了,我们就尝试了两次。如果第二次也失败了,我们还有第三次机会,依此类推。

每一次尝试,我们都希望这次是第一次成功。

如果第一次就成功了(概率是 1%),那我们尝试了 1 次。
如果第一次失败了,第二次成功了(概率是 99% 失败,1% 成功,所以是 0.99 0.01),那我们尝试了 2 次。
如果前两次都失败了,第三次成功了(概率是 0.99 0.99 0.01),那我们尝试了 3 次。

你可能会觉得,随着失败次数的增加,成功的可能性似乎越来越低,这样算下去是不是永远也算不完?

但这里有个关键点:每一次尝试都是独立的。也就是说,前一次的成功或失败,并不会影响下一次尝试的成功概率。这个 1% 的成功率始终不变。

所以,平均来说,当一个事件成功的概率是 p 的时候,需要尝试的平均次数(也就是期望值)是 1/p。

在这个例子里,p = 1% = 0.01。

那么,平均尝试次数就是 1 / 0.01。

1 除以 0.01,就像是问 0.01 里面有多少个 1,或者说 1 里面有多少个 0.01。

1 / 0.01 = 1 / (1/100) = 1 100 = 100。

所以,理论上,一个成功概率为 1% 的事件,平均需要尝试 100 次才能成功。

这并不是说你一定会尝试 99 次失败,第 100 次成功。有可能你第一次就成功了,也可能你尝试了 200 次才成功,或者 50 次就成功了。这些都是可能发生的。但如果我们将无数次这样的尝试过程都记录下来,计算它们的平均值,这个平均值就会非常接近 100。

可以理解为,你每次尝试都是在“购买”一次成功的机会,而你平均需要“购买” 100 次,才能获得那一次的成功。

网友意见

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任何概率不是100%的事件,理论上要重复无穷多次可以确保必然发生。

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