Problém nešťastné šatnářky |
prev | home | next |
V šatně si odložili čtyři návštěvníci kabáty a klobouky. Protože klobouky spadly, šatnářce nezbývá než je pověsit. Protože si nepamatuje, který patří komu, pověsí je zcela náhodně k jednotlivým kabátům. Určeme pravděpodobnosti jevů:
B0 – žádný klobouk není na svém místě,
B1 – právě jeden klobouk je umístěn správně,
B2 – právě dva jsou správně,
B3 – právě tři jsou správně,
B4 – právě 4 správně.
Nebudeme manipulovat přímo z klobouky, nahradíme si je v duchu čísly věšáků 1, 2, 3, 4. Jedno umístění klobouků teď pro nás představuje jedno čtyřciferné číslo vytvořené výhradně z číslic 1, 2, 3, 4. Číslo 2314 znamená, že pouze klobouk číslo 4 je umístěn na svém správném místě. Tato čtyřciferná čísla představují elementární jevy. Opravdu platí: a) dvě různá čísla nemohou nastat současně; b) všechna tato čísla pokrývají všechny možnosti pověšení klobouků; c) není možné tato čtyřciferná čísla rozdělit na jednodušší. Jsou to elementární jevy.
Počet všech čtyřciferných čísel složených z cifer 1, 2, 3, 4 dostaneme úvahou: máme čtyři pozice o o o o
na 1. pozici zleva máme 4 cifry, které tam můžeme umístit
na 2. pozici zleva zbývají již jen 3 cifry
na 3. pozici zleva zbývají 2 cifry
a na 4. pozici se vloží ta poslední zbývající

Ano,
celkový počet elementárních jevů je roven počtu permutací ze čtyř prvků, tj. 4! = 24.
B4 = všechny klobouky jsou na svém místě;
tomu odpovídá jediné číslo: 1234
B3 = právě 3 klobouky jsou na svém místě;
to není možné, jsou-li tři správně, čtvrtému nezbývá, než být též správně umístěn – jde o jev nemožný
B2 = právě dva klobouky jsou na svém místě;
například 1 a 2 jsou správně, zbývající 3 a 4 jsou mezi sebou prohozené další příklad 1 a 3 jsou správně, zbývající 2 a 4 prohozené, atd. …
Tedy dva klobouky umístime správně a zbývající dva mají už jedinou možnost, jak budou viset nesprávně. Z naší úvahy vyplývá, že počet všech sledovaných možností je stejný jako vybrat dvě místa, kam klobouky umístíme správně. Celkem to dělá (42) = 6 možností.
B1 = právě jeden klobouk je na svém místě;
to jsou 4 možnosti, které musíme zkombinovat s jevem, že zbývající 3 na svém místě nejsou; pro názornost si všechny takové možnosti vypíšeme: řekněme, že 4 je na svém místě, všech trojciferných čísel z cifer 1, 2, 3 je šest
B0 = žádný klobouk není na svém místě;
příznivé případy tohoto jevu jsou všechny, které zbyly. Jejich počet nejjednodušeji spočítáme tak, že od celkového počtu odečteme příznivé ostatních jevů
Získané výsledky si zapíšeme do tabulky pravděpodobnostního rozložení
| jev | B0 | B1 | B2 | B3 | B4 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| počet případů | 9 | 8 | 6 | 0 | 1 | |||||
| pravděpodobnost | 9/24 = 0,375 | 8/24 = 0,333 | 6/24 = 0,250 | 0 | 1/24 = 0,042 |
Pokud by se to mělo šatnářce stávat denně, znamenalo by to, že vynadáno nedostane pouze v 4,2 případů ze sta, zhruba 1:25. Hraje-li se každý den, pak bude mít klid zhruba jednou za 25 dní.