卡在這題?用 AI 解開它
Statistics · real student question

一顆公正骰子擲八次。用機率空間描述這個實驗,並求至少擲出一次 6 的機率。

Question

一顆公正骰子擲八次。

(a) 用機率空間描述這個隨機實驗。

(b) 至少擲出一次 66 的機率是多少?

Step-by-step solution

  1. 建立機率空間。 一個結果會依序記錄八次的點數,所以

    Ω={1,…,6}8,∣Ω∣=68=1 679 616,\Omega=\{1,\ldots,6\}^{8},\qquad |\Omega|=6^{8}=1\,679\,616,

    並配上均勻測度,因為骰子公正且各次投擲互相獨立。

  2. 把「至少一次」轉成它的補事件。 若要去數出現一次、兩次…一直到八次 6 的方法數,就得把八個二項項加起來。補事件卻只有一個:

    P(至少一次 6)=1−P(一次 6 都沒出現).P(\text{至少一次 }6)=1-P(\text{一次 }6\text{ 都沒出現}).

    「至少一次」幾乎永遠是「該用補事件」的訊號。

  3. 算出沒有 6 的機率。 單次投擲避開 66 的機率是 56\tfrac56,而各次獨立,所以八次都避開的機率是

    (56)8=390 6251 679 616=0.232568.\left(\frac{5}{6}\right)^{8}=\frac{390\,625}{1\,679\,616}=0.232568.

  4. 用 1 減掉它。

    P(至少一次 6)=1−390 6251 679 616=1 288 9911 679 616≈0.7674.P(\text{至少一次 }6)=1-\frac{390\,625}{1\,679\,616}=\frac{1\,288\,991}{1\,679\,616}\approx 0.7674.

  5. 檢查答案是否合理。 出現 6 的次數期望值是 8×16=1.338\times\tfrac16=1.33,所以至少出現一次應該很可能但不到必然 — 76.7%76.7\% 正符合這個判斷。注意它不是 8×16=133%8\times\tfrac16=133\%;把互相重疊的事件機率直接相加是經典錯誤,而補事件的做法正好避開它。

Answer

P(至少一次 6)=1−(56)8=12889911679616≈0.7674P(\text{至少一次 }6)=1-\left(\tfrac{5}{6}\right)^{8}=\frac{1288991}{1679616}\approx 0.7674

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