Спросите Волшебника #413
Существует ли способ организовать обмен подарками в рамках «Тайного Санты», отвечающий следующим требованиям:
- Никто не дарит себе подарки.
- Изменений не будет.
- Никто ничего не знает, кроме того, для кого они должны покупать.
- Вероятность исхода каждого матча одинакова.
Да! Я называю это методом Ханны Фрай.
- Создайте набор карточек, как показано ниже. На каждой карточке должен быть уникальный номер сверху и снизу. В приведенном ниже примере номер равен 23.
- Перетасуйте карты и сложите их заново.
- Сохраняя стопку целой, разрежьте каждую карту по линии движения посередине, получив две стопки.
- Разрежьте и завершите разрезание ОДНОЙ из стопок.
- Раздайте каждому участнику по одной верхней карте из каждой стопки.
- Составьте нумерованный список и попросите каждого написать в нем свой номер.

После выполнения этой процедуры у каждого будет две карточки с надписями, например, «Вы номер 13» и «Вы покупаете для номера 7». Как только список будет заполнен, каждый будет знать, для кого покупать, но не будет иметь ни малейшего представления о том, кто покупает для него.
Источник: Проблемы с «Тайным Сантой» — Numberphile .
Бассейн наполнен соленой водой. В бассейне содержится 1000 кубических метров воды. Садовый шланг подает в бассейн пресную воду со скоростью один кубический метр в час. По мере притока пресной воды, вода вытекает с того же конца с той же скоростью. Сколько времени потребуется, чтобы в бассейне осталось всего 1% соленой воды?
Вот моё решение (PDF).
В среднем, сколько оборотов требуется для каждого из платоновых тел, чтобы перевернуть любую из ранее перевернутых сторон?

Источник изображения: Википедия
Вот ответ, представленный в виде количества сторон.
| Стороны | Среднее количество рулонов |
|---|---|
| 4 | 3.218750 |
| 6 | 3.774691 |
| 8 | 3.846558 |
| 12 | 5.036074 |
| 20 | 6.293585 |
Давайте рассмотрим только случай шестигранного куба.
- Вероятность того, что эксперимент закончится двумя бросками кубиков, составляет 1/6.
- Вероятность того, что эксперимент закончится тремя бросками кубиков, составляет (5/6)*(2/6).
- Вероятность того, что эксперимент закончится четырьмя бросками кубиков, составляет (5/6)*(4/6)*(3/6).
- Вероятность того, что эксперимент закончится пятью бросками, составляет (5/6)*(4/6)*(3/6)*(4/6).
- Вероятность того, что эксперимент закончится шестью бросками, составляет (5/6)*(4/6)*(3/6)*(2/6)*(5/6).
- Вероятность того, что эксперимент закончится семью бросками, составляет (5/6)*(4/6)*(3/6)*(2/6)*(1/6)*(6/6).
Пусть pr(n) = вероятность того, что эксперимент закончится n бросками.
Ожидаемое значение броска: 2*pr(2) + 3*pr(3) + 4*pr(4) + 5*pr(5) + 6*pr(6) + 7*pr(7) =
2*(1/6) + 3*(5/6)*(2/6) + 4*(5/6)*(4/6)*(3/6) + 5*(5/6)*(4/6)*(3/6)*(4/6) + 6*(5/6)*(4/6)*(3/6)*(2/6)*(5/6) + 7*(5/6)*(4/6)*(3/6)*(2/6)*(1/6)*(6/6) =~ 3.774691358.