概率与帕斯卡三角形

以下由六角砖构成的三角形,有一种独特的产生帕斯卡三角形的方式.球从顶部的贮罐下落,并通过六角形的障碍物抵达下方而收集起来.对于每个六角形,球向左或向右滚落有着相同的机会.如图所示,球滚落的机会是按帕斯卡三角形的数分配的.在底部收集到的球会呈示一种钟形的正态分布曲线.这种曲线可以用于诸如保险公司的比率设置,分子行为的科学研究,以及人口分布的宏观探索,等等.

拉普拉斯(Pierre Simon Laplace,1749—1827)把概率定义为:一个事件的发生数与该事件所有可能的总数的比.因此,当我们掷一枚硬币的时候,得到正面的概率为:

概率与帕斯卡三角形 - 图1

帕斯卡三角形可以用来计算不同的组合数和所有可能组合的总数.例如,在空中投掷四枚硬币,正反面可能的组合如下:

4 个正面——正正正正=1

3 个正面与 1 个反面——正正正反、正正反正、正反正正、反正正正=4

2 个正面与 2 个反面——正正反反、正反正反、反正正反、正反反正、反正反正、反反正正=6

1 个正面与 3 个反面——正反反反、反正反反、反反正反、反反反正=4

4 个反面——反反反反=1

在帕斯卡三角形中,从顶上往下数第四行所指的正是这些可能的结果—

—1,4,6,4,1.这些数的和即表示可能结果的总数=1+4+6+4+1=16.于是,掷出 3 正 1 反的概率便是:

概率与帕斯卡三角形 - 图2

对于更大的组合,就帕斯卡三角形而言,只是一种乏味的延伸,但它却能应用于牛顿二项展开式.帕斯卡三角形包含了二项展开式(a+b)n 的系数.例如,要找出(a+b)3 的系数,只要看帕斯卡三角形从顶行起的第 3 行(顶行作为零行,即(a+b)0=1).在该行人们可以找到 1,3,3,1, 它正是我们要找的系数:

(a+b)3=1a3+3a2b+3ab2+1b3 一般的 n 次二项展开式可用帕斯卡三角形的第 n 行.