将n个球随机放入N个盒中,并且每个球放入各个盒子是等可能的,求有球的盒子数X的数学期望(需要详细过程)

1个回答

  • 定义随机变量Xi如下:当第i个盒子中有球时

    Xi=1,

    当第i个盒子中无球时:Xi=0

    (i=1,2,3,...N)

    则Y=X1+X2+X3+...+XN 就是有球的盒子的个数.

    由于每个球放进该盒子的概率为:1/N.而不放入该盒子的概率为:(1-1/N).

    每个是否放入该盒子相互独立,故N个球均不放入该盒子的概率为:(1-1/N)^N,(1)

    而至少有一个球放入该盒子的概率

    为:1-(1-1/N)^N.(2)

    由此得到Xi的分布律:

    P{Xi=0}=(1-1/N)^N,

    P{Xi=1}=1-(1-1/N)^N.

    由数学期望的性质:

    故E(Xi)=0*(1-1/N)^N+1*[1-(1-1/N)^N]

    =1-(1-1/N)^N.

    (i=1,2,3,...N)

    而E(Y)=E(X1)+E(X2)+E(X3)+...+E(XN)

    =N*[1-(1-1/N)^N]

    即为所求.