抽签公平性:先抽后抽都一样

n人抽1张奖券,第k个抽的中奖概率仍是1/n。直觉以为越往后越没戏,条件概率算出来却人人平等。

分类
概率反直觉
难度
入门
标签
抽签、条件概率、公平、概率
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漫画 · 抽签公平性:先抽后抽都一样

题目

nn 个人依次抽取 1 张中奖券(其余 n1n-1 张为空),抽后不放回。第 kk 个人(无论 k=1k=1 还是最后)中奖的概率,是多少?

很多人觉得“越往后越没机会”。事实呢?

答案与解析

人人都是 1/n1/n,与抽签顺序无关。

用条件概率算第 kk 人:要他中奖,前面 k1k-1 人必须全落空。 P(k1全空)=n1nn2n1nk+1nk+2=nk+1nP(\text{前}k-1\text{全空}) = \frac{n-1}{n}\cdot\frac{n-2}{n-1}\cdots\frac{n-k+1}{n-k+2} = \frac{n-k+1}{n} 然后第 kk 人在剩下 nk+1n-k+1 张中抽到唯一奖券(概率 1/(nk+1)1/(n-k+1)): P=nk+1n1nk+1=1nP = \frac{n-k+1}{n}\cdot\frac{1}{n-k+1}=\frac1n

k=1k=1 显然 1/n1/n;对最后一人,前面全空概率 1/n1/n,此时必中,仍是 1/n1/n

背后的数学

这是对称性条件概率的优雅结论,常用于反驳“排队抽签吃亏”的误解。前提是无人作弊、奖券真实随机且不放回。一旦允许“看前面结果调整策略”(如知道前面都空了,后面中奖率确实升高),那是另一回事——但事先约定的纯随机抽签,对所有人绝对公平。