এই কাউন্টিং সমস্যা হল: আছে সম্ভাব্য বরাদ্দকরণ খ করার জন্মদিন এন মানুষ। ঐ যাক কুই ( ট ; এন , বি ) , যার জন্য কোন জন্মদিন চেয়ে বেশি দ্বারা ভাগ করা বরাদ্দকরণ এর সংখ্যা হতে ট মানুষ কিন্তু অন্তত এক জন্মদিন আসলে দ্বারা ভাগ করা ট মানুষ। সম্ভাব্যতা আমরা চাইতে summing পাওয়া যাবে কুই ( ট ; এন , বি ) যথাযথ মানের জন্য ট দ্বারা ফলাফলের গুন খ - এন ।খএনখএনকুই( কে ; এন , বি )টটকুই( কে ; এন , বি )টখ- এন
এই গণনাগুলি হ'ল মানগুলির জন্য কয়েক শতাধিকের চেয়ে কম খুঁজে পাওয়া যায় । তবে, তারা কোনও সরল সূত্র অনুসরণ করবে না: আমাদের জন্মদিনগুলি কীভাবে নির্দিষ্ট করা যেতে পারে সেগুলির নিদর্শনগুলি বিবেচনা করতে হবে । আমি একটি সাধারণ বিক্ষোভ প্রদানের পরিবর্তে এটি চিত্রিত করব। আসুন এন = 4 (এটি সবচেয়ে ছোট আকর্ষণীয় পরিস্থিতি)। সম্ভাবনাগুলি হ'ল:এনn = 4
- প্রতিটি ব্যক্তির একটি অনন্য জন্মদিন থাকে; কোডটি {4}}
- ঠিক দুজন লোক জন্মদিনে ভাগ করে নেয়; কোডটি {2,1}}
- দু'জনের একটি জন্মদিন এবং অন্য দু'জনের জন্ম অন্যরকম; কোডটি {0,2}}
- তিন জন একটি জন্মদিন ভাগ; কোডটি {1,0,1}}
- চার জন একটি জন্মদিন ভাগ; কোডটি {0,0,0,1}}
সাধারণত, কোড গন্য যার একটি tuple হয় k ম উপাদান শর্তাধীন কত স্বতন্ত্র birthdates ঠিক দ্বারা ভাগ করা হয় k মানুষ। এইভাবে, বিশেষত,{ একটি [ 1 ] , একটি [ 2 ] , ... }টমট
1 এ [ 1 ] + 2 এ [ 2 ] + । । । + + K একটি [ ট ] + + ... = ঢ ।
নোট, দুই উপায়ে জন্মদিন প্রতি দুই জনের সর্বোচ্চ সাধিত হয় এমনকি এই সহজ ক্ষেত্রে, যে: কোড সহ এক এবং কোড সঙ্গে অন্য { 2 , 1 } ।{ 0 , 2 }{ 2 , 1 }
আমরা কোনও প্রদত্ত কোডের সাথে সম্পর্কিত জন্মদিনের কার্যভারের সংখ্যাটি সরাসরি গণনা করতে পারি। এই সংখ্যাটি তিনটি শর্তের গুণফল। একটি হ'ল বহু-গুণগত সহগ; এটা পার্টিশন পথ সংখ্যা, মোট ছাত্র মানুষ মধ্যে একটি [ 1 ] দলের 1 , একটি [ 2 ] দলের 2 , ইত্যাদি। যেহেতু গোষ্ঠীগুলির ক্রমটি গুরুত্বপূর্ণ নয়, আমাদের এই বহুজাতিক গুণাগুণকে একটি [ 1 ] দ্বারা ভাগ করতে হবে ! এ [ 2 ] ! ⋯এনএকটি [ 1 ]1a[2]2a[1]!a[2]!⋯; এটির পরস্পর দ্বিতীয় শব্দ। পরিশেষে, গ্রুপগুলি সারিবদ্ধ করুন এবং তাদের প্রত্যেককে একটি জন্মদিনের জন্য বরাদ্দ করুন: সেখানে প্রথম গ্রুপের জন্য প্রার্থীরা, দ্বিতীয়টির জন্য খ - 1 এবং আরও অনেক কিছু রয়েছে। এই মানগুলি তৃতীয় শব্দটি গঠন করে একসাথে গুণতে হবে। এটি "ফ্যাক্টরিয়াল প্রোডাক্ট" বি ( a [ 1 ] + a [ 2 ] + ⋯ ) এর সমান যেখানে খ ( এম ) অর্থ খ ( খ - 1 ) ⋯ ( বি - এম + 1)bb−1খ( একটি [ 1 ] + এ [ 2 ] + ⋯ )খ( এম ) ।খ ( খ - 1 ) ⋯ ( খ - মি + 1 )
সেখানে একটি সুস্পষ্ট এবং মোটামুটি সহজ একটি প্যাটার্ন গণনা সংক্রান্ত পুনরাবৃত্তির হয় প্যাটার্ন জন্য গণনা করা { একটি [ 1 ] , ... , একটি [ ট - 1 ] } । এটি এন এর পরিমিত মানের জন্য গণনাগুলির দ্রুত গণনা সক্ষম করে । বিশেষত, একটি [ কে ] ঠিক কে দ্বারা ভাগ করে নেওয়া একটি [ কে ] জন্ম তারিখ উপস্থাপন করে{ এ [ ১ ] , … , এ [ কে ] }{ একটি [ 1 ] , ... , একটি [ ট - 1 ] }এনa[k]a[k]kপ্রতিটি মানুষ। এই পর দলের ট মানুষ থেকে টানা হয়েছে এন মানুষ, যা করা যেতে পারে এক্স স্বতন্ত্র উপায়ে (বলুন), এটা প্যাটার্ন অর্জনের পথ সংখ্যা গণনা অবশেষ { একটি [ 1 ] , ... , একটি [ কে - 1 ] remaining বাকী লোকদের মধ্যে। এটিকে x দ্বারা গুণিত করা পুনরাবৃত্তি দেয়।a[k]knx{a[1],…,a[k−1]}x
আমি সন্দেহ করি যে একটি বদ্ধ ফর্মুলা রয়েছে , যা n এর সমস্ত পার্টিশনগুলির জন্য সংখ্যার সমষ্টি করে প্রাপ্ত হয় যার সর্বাধিক মেয়াদ k এর সমান । আমাকে কয়েকটি উদাহরণ দেওয়া যাক:q(k;n,b)nk
সঙ্গে (পাঁচটি সম্ভব জন্মদিন) এবং এন = 4 (চার জনের), আমরা প্রাপ্তb=5n=4
q(1)q(2)q(3)q(4)=q(1;4,5)=360+60=120=420=80=5.
উদাহরণস্বরূপ, যেখানে চারজনের মধ্যে তিন বা ততোধিক ব্যক্তি একই "জন্মদিন" ( সম্ভাব্য তারিখের মধ্যে) ভাগ করে নেওয়ার সুযোগ ( 80 + 5 ) / 625 = 0.136 এর সমান ।5( ৮০ + ৫ ) / 625 = 0.136
অন্য উদাহরণ হিসাবে, এবং n = 23 নিন । ক্ষুদ্রতম কে (ছয় সিগ ডুমুর থেকে কেবল) এর জন্য q ( কে ; ২৩ , ৩5৫ ) এর মান এখানে রয়েছে :খ = 365n = 23কুই( কে ; 23 , 365 )ট
কে = 1 :কে = 2 :k=3:k=4:k=5:k=6:k=7:k=8:0.492700.4945920.01253080.0001728441.80449E−61.48722E−89.92255E−115.45195E−13.
এই কৌশলটি ব্যবহার করে, আমরা সহজেই গণনা করতে পারি যে ৮ 87 জন মানুষের মধ্যে তিনবারের জন্মদিনের সংঘর্ষের (কমপক্ষে) প্রায় ৫০% সম্ভাবনা রয়েছে, ১৮ four among সালের মধ্যে একটি চার দিকের সংঘর্ষের ৫০% সম্ভাবনা রয়েছে এবং ৫০% সম্ভাবনা রয়েছে 310 জনের মধ্যে একটি পাঁচমুখী সংঘর্ষ। এই শেষ গণনাটি কয়েক সেকেন্ড নেওয়া শুরু করে (ম্যাথামেটিকায়, যাইহোক) কারণ বিবেচনা করার জন্য পার্টিশনের সংখ্যা বড় হতে শুরু করে। যথেষ্ট বড় আমাদের একটি আনুমানিক প্রয়োজন।n
একটি প্রত্যাশা প্রত্যাশা দিয়ে পোইসন বিতরণের মাধ্যমে প্রাপ্ত হয় , কারণ আমরা জন্মদিনের অ্যাসাইনমেন্টটি দেখতে পারি প্রায় বি থেকে উদ্ভূত হিসাবে (তবে বেশ নয়) স্বতন্ত্র পোইসন ভেরিয়েবল প্রতিটি প্রত্যাশার সাথে এন / বি : কোনও সম্ভাব্য জন্মদিনের জন্য ভেরিয়েবল কত জন এন-এর জন্মদিন রয়েছে তা বর্ণনা করে। সর্বাধিক বিতরণ সুতরাং প্রায় F ( কে ) বি যেখানে এফ হয় পোইসন সিডিএফ। এটি কোনও কঠোর যুক্তি নয়, তাই আসুন আমরা একটু পরীক্ষা করি। N = 23 , খ এর জন্য অনুমানের পরিমাণn/bbn/bnF(k)bFn=23 দেয়b=365
k=1:k=2:k=3:k=4:0.4987830.4968030.0141870.000225115.
পূর্ববর্তীটির সাথে তুলনা করে আপনি দেখতে পাচ্ছেন যে আপেক্ষিক সম্ভাবনাগুলি যখন ছোট হয় তবে দরিদ্র হতে পারে তবে পরম সম্ভাবনাগুলি প্রায় 0.5% এর সাথে যুক্তিসঙ্গতভাবে সুসংগত হয়। এবং বি বিস্তৃত পরিসীমা দিয়ে পরীক্ষা করা প্রায়শই এই ভাল সম্পর্কে পরামর্শ দেয়।nb
মোড়ানোর জন্য, আসল প্রশ্নটি বিবেচনা করুন: (পর্যবেক্ষণের সংখ্যা) এবং খ = 1 নিনn=10,000 (সম্ভাব্য "কাঠামোগুলির সংখ্যা," প্রায়)। সর্বাধিক সংখ্যক "ভাগ করা জন্মদিন" এর আনুমানিক বিতরণb=1000000
k=1:k=2:k=3:k=4:k>4:00.8475+0.1520+0.0004+<1E−6.
(এটি একটি দ্রুত গণনা)) স্পষ্টতই, 10,000 এর মধ্যে একটি কাঠামো 10 বার পর্যবেক্ষণ করা অত্যন্ত তাৎপর্যপূর্ণ হবে। যেহেতু এবং বি উভয়ই বড়, আমি প্রত্যাশাটি এখানে বেশ ভালভাবে কাজ করবে বলে আশা করি।nb
ঘটনাচক্রে, শেনকে অবহিত হিসাবে, অনুকরণগুলি দরকারী চেক সরবরাহ করতে পারে। একটি গণিত সিমুলেশন যেমন একটি ফাংশন দিয়ে তৈরি করা হয়
simulate[n_, b_] := Max[Last[Transpose[Tally[RandomInteger[{0, b - 1}, n]]]]];
যা আবার পুনরাবৃত্তি এবং সংক্ষিপ্তসারিত হয়, উদাহরণস্বরূপ যা 10,000 টি পুনরাবৃত্তি চালায় , বি = 1n=10000 কেস:b=1000000
Tally[Table[simulate[10000, 1000000], {n, 1, 10000}]] // TableForm
এর আউটপুট হয়
2 8503
3 1493
4 4
এই ফ্রিকোয়েন্সিগুলি পয়সন অনুমানের দ্বারা পূর্বাভাসযুক্তগুলির সাথে ঘনিষ্ঠভাবে একমত।