趣題:公司應該僱用多少員工?

轉自:  http://www.matrix67.com/blog/archives/4429

某大公司有這麼一個規定:只要有一個員工過生日,當天所有員工全部放假一天。但在其餘時候,所有員工都沒有假期,必須正常上班。這個公司需要僱用多少員工,才能讓公司一年內所有員工的總工作時間期望值最大?

    假設一年有 365 天,每個員工的生日都概率均等地分佈在這 365 天裏。


    你的第一感覺或許是,公司應該僱用 100 多人,或者 200 多人吧。答案或許會讓你大吃一驚:公司應該僱用 365 個人。注意,僱用 365 個人並不意味着全體員工全年的總工作時間爲 0 ,因爲 365 個人的生日都是隨機的,恰好每天都有一個人過生日的概率極小極小。下面我們就來證明,這個問題的最優解就是 365 人。
    由於期望值滿足線性關係(即對於隨機變量 X 和 Y 有 E(X) + E(Y) = E(X+Y) ),因此我們只需要讓每一天員工總工作時間的期望值最大就可以了。假設公司裏有 n 個人,那麼在特定的一天裏,沒有人過生日的概率是 (364/365)^n 。因此,這一天的期望總工作時間就是 n · (364/365)^n 個工作日。爲了考察函數 n · (364/365)^n 的增減性,我們來看一下 ((n+1) · (364/365)^(n+1)) / (n · (364/365)^n) 的值,它等於 (364 · (n+1)) / (365 · n) 。如果分子比分母小,解得 n > 364 。可見,要到 n = 365 以後,函數纔是遞減的。
    這個問題的答案非常出人意料,反直覺性恐怕不亞於經典的生日悖論。它應該可以看作是生日悖論番外篇了吧。對於這個答案,還有什麼更直觀,更有啓發性的解釋嗎?大家一起來想想吧。
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