輪盤數學 · 數學問題 · 7分鐘

問題:生日轉輪

要轉幾多次,先有某個號碼重複出現?遠少過大部分人估嘅。

簡單講

37個格設備格轉子上面37個有號碼嘅格之一。又叫 slot、cup。睇全文 →轉輪上嘅生日問題:只係轉咗8轉,某個號碼已經出咗兩次嘅機會就超過一半。玩家將重複當成規律;其實佢哋係公平轉輪嘅預期表現。

50%機會出現重複
8轉
90%機會
14轉
99%機會
20轉
第一次重複嘅預期轉數
≈ 8.3

問題

轉一個公平嘅歐式轉輪。要轉幾多次,最少有兩轉出同一個號碼嘅概率數學概率一個結果出現嘅機會,由0到1或者0%到100%。一個號碼:1/37 = 2.70%。睇全文 →先會超過一半?大部分玩家估大約18或者19,即係37嘅一半。答案係8。

答案

計冇重複嘅概率,再用一減佢。k轉之後,p(全部唔同) = (37/37)(36/37)(35/37)…((38 − k)/37)。k = 8:1 × 0.973 × 0.946 × 0.919 × 0.892 × 0.865 × 0.838 × 0.811 ≈ 0.44,所以p(有重複) ≈ 0.56。k = 14係0.93;k = 20係0.996。直覺會錯,因為兩轉一對嘅組合數目以k²增長,而任何一對都可以撞號。

轉數kp(全部唔同)p(最少一次重複)
575.7%24.3%
843.8%56.2%
1026.4%73.6%
147.1%92.9%
200.4%99.6%
37≈ 0%≈ 100%
p(冇重複) = 37! / ((37 − k)! · 37ᵏ)。

點解喺賭枱上有關係

一塊顯示最近20個號碼嘅結果顯示板,差唔多一定有最少一次重複,好多時有兩三次。玩家見到「17喺十轉入面出咗兩次」,就斷定17好熱;生日數學話你知,十轉之內出現重複嘅機會係74%,而重複嘅係邊個號碼係隨機嘅。規律係真嘅;意思就唔係。

k轉之後某個號碼已經重複嘅概率%
4轉
16%
6轉
36%
8轉
56%
10轉
74%
14轉
93%
20轉
99.6%
%
049.8099.6%

輪盤結果:點樣睇結果顯示板

延伸問題

要幾多轉,某個特定號碼,例如17,先會出兩次?呢個係另一條問題,答案大好多:預期要等74轉,而20轉之內出兩次17嘅概率大約係10%。「某個號碼重複」(8轉)同「呢個號碼重複」(74轉)嘅分別,就係事後先留意到嘅規律同事先做嘅預測之間嘅全部分別。

試吓

喺示範遊戲轉十轉,再睇紀錄。通常都會有重複。再轉一次。重複嘅號碼會唔同。咁樣做十次,你就見識過生日問題數學生日問題要幾多個人,先至大有可能有兩個同日生日;或者要轉幾多轉,先至大有可能有個號碼重複。喺37格嘅轉輪上面,8轉就已經有多過一半機會。睇全文 →;做一千次(模擬器做得到),你就量度到佢。

公式

p(k轉冇重複) = Π (38 − i)/37,i = 1…k
p(重複) = 1 − p(冇重複)

問題

呢個係咪同生日悖論一樣?

完全一樣,只係用37個格代替365日。生日要23個人先有50%;轉輪8轉就有56%。

同一個號碼出三次又點?

大約19轉之後有50%。仍然好平常。

重複係咪暗示有偏差?

唔係。同一個轉輪幾千轉嘅紀錄先會;一次重複永遠唔會。

數學小謎題

自己試吓先。每個答案都摺埋咗,準備好先打開睇。

  1. 美式轉輪隔籬嘅結果顯示板顯示最近16轉。上面冇任何號碼出兩次嘅概率有幾大?

    睇答案

    答案 大約2.5%:每40塊顯示板大約有39塊起碼有一個重複號碼。

    一轉一轉咁計。第一轉出咩都得。第二轉要避開佢:38個結果有37個可以出。第三轉要避開頭兩個:38個有36個。第十六轉要避開十五個號碼:38個有23個。

    乘埋:38/38 × 37/38 × 36/38 × … × 23/38 ≈ 0.0246。

    冇重複號碼嘅顯示板先係少見。有重複號碼嘅顯示板,完全話唔到你知個轉輪有咩問題。

  2. 歐式轉輪轉十次,17啱啱出五次嘅概率係幾多?任何一個號碼出五次或以上嘅概率呢?仲有,四轉入面任何一個號碼出最少三次嘅概率呢?

    睇答案

    答案 17啱啱五次:315,576分之1。某個號碼五次或以上:大約8,333分之1。四轉入面某個號碼最少三次:349分之1。

    17出五次:十轉入面揀邊五轉,有252種揀法,每種概率係(1/37)⁵ × (36/37)⁵。加埋係315,576分之1。

    任何一個號碼:37個號碼每個中五次或以上嘅概率係308,325分之1,加埋係37/308,325,即係8,333分之1。兩個號碼各中五次嘅罕見情況重複計咗,但喺呢個精度,減走佢都唔會改變結果。

    四轉入面出三次:一個號碼嚟講,37⁴個可能結果入面有4 × 36 + 1 = 145個;37個號碼任何一個嚟講,145/37³ = 349分之1。

    雙零轉輪零號唯一一個綠色格,冇任何一賠一注、打注或者欄注包到佢;莊家優勢就係由佢嚟。又叫單零、0。睇全文 →轉輪對應嘅數字係359,275分之1、9,243分之1同368分之1。「17」同「任何一個號碼」之間嘅差距又係生日問題數學生日問題要幾多個人,先至大有可能有兩個同日生日;或者要轉幾多轉,先至大有可能有個號碼重複。喺37格嘅轉輪上面,8轉就已經有多過一半機會。睇全文 →:有37種令人意外嘅可能。

漫畫小插曲

總有啲嘢好早就重複。至於係乜嘢,係隨機嘅。

總有啲嘢好早就重複。至於係乜嘢,係隨機嘅。

來源

  1. Feller, W. An Introduction to Probability Theory and Its Applications, Vol. 1. Wiley,第3版,1968年。賭徒破產,第XIV章。
  2. Wizard of Odds.「Ask the Wizard」,輪盤問題。 2026年8月3日更新。
2026-09-28審閱模型:歐式單零輪盤方法 ↗來源 ↗