【题目】假设我们讨论天气的时候,只能用有云或没云来区分,也就是只有阴天和晴天两种情况,那么,你认为会在多长的时间内,天气变化情况完全不重复?
粗略地估计一下,这个数值应该不会太大,最多是两个月,所有的晴天和阴天的组合应该都有了。在后面的时间里,这些组合中总有一个会重复出现。
那么,真实的情况是这样吗?下面,我们就通过第五种数学运算来计算一下,看看在这种分类方法下,究竟有多少种不同的组合。
【解答】首先,在一周之内有多少种不同的阴晴组合形式呢?
第一天可能是晴天,也可能是阴天,即存在两种可能;第二天也一样,同样存在两种可能。因此,前两天共有2 2 种可能的组合,即:
两天都是晴天;两天都是阴天;第一天阴天,第二天晴天;第一天晴天,第二天阴天。
那么,前三天呢?由于第三天也有2种组合,因此,跟前两天所有可能的组合结合起来,前三天所有可能的天气变化组合数就是:2 2 ×2=2 3 。以此类推,前四天所有可能的天气变化组合数为:2 3 ×2=2 4 ;前五天共有2 5 种组合;前六天共有2 6 种组合;一个星期共有2 7 种组合,也就是128种。
即最多经过连续128周,天气变化情况会完全不同。在128周之后,总会有128种组合中的一种再次出现。当然,也可能在128周之前就已经出现了重复的情况,这里的128周只是一个最长的期限,超过这个期限,重复必然会发生。不过,也有可能在这128周中完全没有重复的情形,但概率非常小。