第 8 題:
假設這 \(8\) 位學生繞一圈的座號依序為 \(1, 2, 3, \cdots, 8\) ,
先研究一下這 \(8\) 位同學共擲出 \(k\) 個反面且 \(8-k\) 個正面且任兩反面都不相鄰的方法數(其中 \(1\leq k\leq 4\)),
情況ㄅ:若座號 \(1\) 號的同學擲出反面,則
他左右兩側的第 \(2\) 號與第 \(8\) 號同學必然沒有擲出反面,
剩下第 \(3\) 號至第 \(7\) 號同學要分配 \(k-1\) 個反面與 \(6-k\) 個正面,
利用插空隙法,可得反面的排列方法數為 \(C(7-k, k-1)\) 種。
情況ㄆ:若座號 \(1\) 號的同學擲出正面,則
剩下第 \(2\) 號至第 \(8\) 號同學要分配 \(k\) 個反面與 \(7-k\) 個正面,
利用插空隙法,可得反面的排列方法數為 \(C(8-k, k)\) 種。
由情況ㄅ與ㄆ,得正反面的排列方法數為 \(C(7-k,k-1) + C(8-k,k)\) 。
因為八位學生同時丟擲硬幣,「沒有任相鄰二人皆擲出反面」時,
反面數只有可能為 \(0, 1, 2, 3,\) 或 \(4\),
得沒有任兩人擲出反面的方法數為 \(\displaystyle 1+\left(C(6,0)+C(7,1)\right)+\left(C(5,1)+C(6,2)\right)+\left(C(4,2)+C(5,3)\right)+\left(C(3,3)+C(4,4)\right)=47\)。
故,所求機率 \(\displaystyle =\frac{47}{2^8}=\frac{47}{256}\)
[另解]
設 \(n\) 位學生繞一圈的座號依序為 \(1, 2, 3, \cdots, n\) 且此 \(n\) 位同學丟擲出沒有任何兩相鄰反面的方法數為 \(L_n\),
則 \(a_1 = 1, a_2 = 3\),
當 \(n>2\) 時,
情況ㄅ:若座號 \(1\) 號的同學擲出正面,則他的左右可能是(正, 正)、(正, 反)、(正, 反)、(反, 反)
情況ㄆ:若座號 \(1\) 號的同學擲出反面,則他的左右只能是(正, 正)
若扣除掉座號 \(1\) 號的同學後,得情況ㄅ的前三種(正, 正)、(正, 反)、(正, 反)對應的排列方法數和為 \(L_{n-1}\)。
若扣除掉座號 \(1\) 號的同學後,且「把情況ㄅ的最後一種情況(反, 反)視為只有一個反面,把情況ㄆ的(正, 正) 也視為只有一個正面」,
得此兩種對應的排列方法數和為 \(L_{n-2}\)。
因此 \(L_n = L_{n-1}+L_{n-2}\),
得 \(L_3 = 3+1=4, L_4 = 4+3=7, L_5=7+4=11, L_6=11+7=18, L_7=18+11=29, L_8=29+18=47\) 。
故,所求機率 \(\displaystyle =\frac{47}{2^8}=\frac{47}{256}\)
註:此數列為盧卡斯數列
https://zh.wikipedia.org/zh-tw/% ... 1%E6%96%AF%E6%95%B8