取随机变量X为取出球数目n的函数,X=X(n),并令X(0)=0
X(n)=X(n-1)+1 若第n次取出一个白球,=X(n-1)-1若第n次取出黑球。
则原题等价于求所有球都取出之前,即对所有的0<=n<=N+M,X(n)>-1的概率。
下面就要求这个概率。
在n-X(n)的坐标系里画X(n)的图像为一条从(0,0)到(N+M,N-M)的随机路径,考虑从N+M次加减1里取N次为加的可能取法,这样的随机路径共有C(N+M,N)(表示从N+M里取M的组合数)。
接下来需要求从(0,0)出发,途中曾经碰到过-1,终于(N+M,N-M)的随机路径条数。这里有个技巧,对每一条这样的路径,从其碰到-1那一刻开始,将其后面的路径关于直线X=-1做一个镜像对称,这样的镜像对称与我们感兴趣的路径一一对应,但其终点变为(N+M,M-N-2),并且M-N-2<-1,所以此镜像必定穿过直线X=-1。我们只需要简单的计算从(0,0)到(N+M,M-N-2)的随机路径条数即可。
假定这样的随机路径做了W次加一,B次减一,则
W+B=N+M
W-B=M-N-2
求出 W=M-1
对应路径条数 C(N+M,M-1)
则所求概率
P=C(N+M,M-1)/C(N+M,N) = [(N+M)!/((M-1)!*(N+1)!)]/[(N+M)!/(M!*N!)]=M/(N+1)
文字说明可能不太好懂,自己画图想下,能问这种问题数学应该比较强的了。