丟擲硬幣之機率

一言以蔽之:丟擲硬幣出現正反面之機率並不是1:1。

我們都知道梅竹賽的名稱是由擲壹圓硬幣所決定的,梅花朝上稱為梅竹賽,蘭花朝上則稱為竹梅賽,最後結果是出現梅花,因而名為梅竹。這個命名提案是張致一教授建議的,當年教授擲硬幣時應該也不知道後來這個名字被用了這麼久,連位於大學路上交通大學北大門對面的住宅大樓——梅竹山莊,也是依此命名的。

壹圓硬幣決定梅竹賽命名

擲銅板的英文叫「Coin Toss」,足球場上也用擲銅板來決定選半場或開球(The team that wins the toss of the coin decides which goal to attack in the first half or to take the kick-off.),這個做法都被寫在足球規則內了,可見擲銅板是一個大家都公認的公正方式。

數學科常考的二項式分布:「擲一枚均勻的硬幣五次,請問出現三次正面的機率是多少?」

擲一枚均勻的硬幣五次(或生五個孩子):
出現一次正面(或生出一個男生)的機率是1/16
出現二次正面(或生出二個男生)的機率是4/16
出現三次正面(或生出三個男生)的機率是6/16
出現四次正面(或生出四個男生)的機率是4/16
出現五次正面(或生出五個男生)的機率是1/16
其中1,4,6,4,1就是帕斯卡三角形的第五層。

在這題目中,假設了均勻硬幣出現正反面的機率是一樣的,都是二分之一。然而,向上丟銅板、落下來出現正反面來決定是否,這樣的機率真的是相同的50%:50%嗎?

其實不然,就像男生和女生的出生比率其實大約是51%:49%,擲銅板出現正反面也大概是51%:49%。

人的手不像機器,研究最終表明,大多數人在翻轉硬幣時會稍微偏向硬幣朝上的一面。
如果開始時正面朝上,硬幣就更有可能正面朝上,反之亦然。偏差有多大?在我們的樣本中,平均估計值為50.8%(信賴區間為[50.6%, 50.9%])。

荷蘭48名研究人員擲了35萬次硬幣,只為了證明機率並非真是50/50(T客邦@2023/10/23)

所以如果你想操縱擲硬幣的結果,就把你想要的硬幣方向起始朝上吧,雖然這個操控的影響是很微弱的,但還是可以多出一點點機率。