🧮 数学推导:答案约为 N × 31.78%
设 N = 100万,我们要砍 N 次腿。
核心思路:考虑某一只特定的鸡,它保持完好的概率是多少?
关键洞察:一只鸡完好 = 它从未被选中
设在第 k 次砍腿前:
- Hk = 完好的鸡数量(2条腿)
- Ok = 独腿鸡数量(1条腿)
- 有腿的鸡总数 = Hk + Ok
每次砍腿时,从有腿的鸡中随机选一只:
- 选中完好鸡的概率 = H / (H + O)
- 选中独腿鸡的概率 = O / (H + O)
E[Hk+1] = Hk - Hk/(Hk + Ok)
这个递推关系可以用微分方程近似求解。当 N → ∞ 时:
完好鸡的比例 → 0.31784... ≈ 31.78%
因此,完好的鸡的期望数量:
E[完好的鸡] = 1,000,000 × 0.3178 ≈ 317,844
🎯 有趣的发现
这个常数 0.31784... 非常接近 1/π ≈ 0.31831,但并不完全相等!
数学之美:这个问题没有简单的闭式解,但通过递推或微分方程可以精确计算。
直觉理解:一只鸡保持完好 = 它从未被选中。每次被选中的概率约为 1/(有腿鸡数),但有腿鸡数会随着独腿鸡变成无腿鸡而减少,这使得分析变得复杂。
如果题目改成"从所有腿中随机选一条砍掉",那答案就是 N/e² ≈ 13.53%。但原题是"从有腿的鸡中选一只",所以答案是 31.78%。