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統一發票數學謎題

答對率:82%
臺灣統一發票是政府在1950年年制定,1951年開始實施的制度,
能夠防止商家逃避繳稅,並增加國庫稅收,
開獎時間在每個奇數月的25號。

從2011年3月起,統一發票的兌獎獎金如下表:
獎項 獎金 兌獎條件
特別獎 1000萬元 1組,需8碼皆相同才可兌獎
特獎 200萬元 1組,需8碼皆相同才可兌獎
頭獎 20萬元 3組,需8碼皆相同才可兌獎
二獎 4萬元 與頭獎號碼相同,後7碼相同即可兌獎
三獎 1萬元 與頭獎號碼相同,後6碼相同即可兌獎
四獎 4千元 與頭獎號碼相同,後5碼相同即可兌獎
五獎 1千元 與頭獎號碼相同,後4碼相同即可兌獎
六獎 2百元 與頭獎號碼相同,後3碼相同即可兌獎,
有額外增開2組3位數之六獎


其餘內容請參照維基百科


請閱讀上列題組回答下列問題:
(假設拿到每組號碼的機率皆相等,且每組開獎號碼後三碼都不完全相同)

(1)請問每張發票中獎機率為多少?(請詳細計算)

(2)請問只中200元的機率為多少?

(3)請問若從0~9之中選一個喜歡的數字,則任一張發票上出現那個數字的機率為多少?

(4)請問擁有最多在幾張連續號碼的發票中,只有一張中獎?

(5)若使用每張1元的價格買進所有號碼的發票,並在開獎後兌換獎金,若不考慮稅收問題,則買進發票的人會賺還是賠多少錢?
jen8810556(耀☆羽)2014-04-12提供(2014-04-13修改)
來源:自己
看答案
(1)0.500002%(或者250,001/50,000,000)
(2)0.47%(或者47/10,000)
(3)1-98/108(或者56.953279%或56,953,279/100,000,000)
(4)996張
(5)賺4818萬元

解析

我要編輯
(1)統一發票總共有00000000~99999999,共1億組號碼
中三碼的機率有10-3=1/1000=0.1%的可能性
而六獎有開5組,所以中頭獎到六獎的可能性即為0.1%×5=0.5%
特獎和特別獎均須8碼全中,所以可能性均為1/100,000,000=0.000001%
兩組則0.000002%,兩者相加為0.500002%

(2)只中200元(六獎)的機率,先算跟頭獎一起的部分:
中五獎以上(含)的機率是10-4,中六獎以上(含)的機率是10-3
所以只中六獎的機率為10-3-10-4=0.1%-0.01%=0.09%
因為有三組號碼所以0.09%×3=0.27%
增開六獎的部分僅有三碼,所以不必理會是否與五獎重疊
因增開兩組號碼,所以機率等於2×10-3=2×0.1%=0.2%
所以只中兩百元的機率是0.27%+0.2%=0.47%

(3)先計算完全不出現那個數字的機率:(9/10)8=98/108=0.43046721
則出現那個數字的機率即為1-0.43046721=0.56953279=56.953279%

(4)只要後3碼相同即中獎,而六獎有5組
因為不考慮後3碼相同之情況
所以當5組六獎的3位數連號時,兩張中獎號碼的間隔愈大
而其間隔極為1000-5=995
因需要有一張中獎,所以至少為995+1=996

(5)依照題目中的表可得下表:
獎項 獎金(每組) 每億組中獎組數 總獎金
特別獎 $10,000,000 1 $10,000,000
特獎 $2,000,000 1 $2,000,000
頭獎 $200,000 1×3=3 $600,000
二獎 $40,000 9×3=27 $1,080,000
三獎 $10,000 90×3=270 $2,700,000
四獎 $4,000 900×3=2,700 $10,800,000
五獎 $1,000 9,000×3=27,000 $27,000,000
六獎 $200 90,000×3+100,000×2=470,000 $94,000,000

1000萬+200萬+60萬+108萬+270萬+1080萬+2700萬+9400萬
=14818萬=1億4818萬
所以1億4818萬-1億=4818萬
故解為賺4818萬元
9,175
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