作者arrenwu (不是绵芽的错)
看板Math
标题Re: [机统] 一个机率悖论问题
时间Mon Jan 9 08:27:00 2023
※ 引述《kirimaru73 (雾丸)》之铭言:
: 假设在这个宇宙中有一个恐怖的独裁者
: 有一天他说:I wanna play a game ......
: 这个游戏会进行许多轮,在第X轮中他会随机抓10^(X-1)个人类来强迫参加
: 也就是第一轮1人,第二轮10人,第三轮100人,以此类推
: 这些人类会被集合再一起,并随机挑出一位代表
: 由这位代表投掷一枚十面骰(0-9)
: 骰出0则大失败,杀死该轮所有人类并且游戏结束
: 骰出1-9则成功,该轮所有参与者得到100万元精神赔偿金,并继续下一轮
: 你并没有参加这场游戏,有一天你的朋友跑来告诉你他从游戏中生还
: (这是此悖论的重要前提,可能是解题的关键)
: 你算了一下:X的,这是什麽疯子游戏,你竟然能活着回来
: 如果游戏结束时为第X轮,那总共会有111...1(X个1)名参与者
: 其中100...0名会在最後一轮化为华丽的烟火,只有11...1(X-1个1)名幸存
: 你的朋友生还机率约为10%(略小一点)
看起来是估计「生还机率约为10%」有点玄机?
假设我们把这宇宙中的人类都打上一个正整数的编号,
然後恐怖的独裁者依着编号找人
定义以下的随机变数
X_i = 1 , 编号第i位人类没有死亡
0 , 编号第i位人类死亡
R = 这游戏进行了几轮
有了以上两个而每一次游戏总共参与游戏的人数是
(10^R-1)/9
每一次游戏存活的人数是
(10^(R-1)-1)/9
所以每一次游戏 存活人数/餐与人数 的比例是
Z = (10^(R-1)-1)/(10^R-1)
E[Z] 看起来差不多是 10% (实际上差不多是 8.9%)
而用
E[Z] 估计 E[X_i] ,悖论就出现了
那为什麽会用 E[Z] 估计 E[X_i]呢?
我们定义随机变数 M 为每一次游戏总共参与的人数,也就是 M= (10^R-1)/9
M
因为 Z = Σ X_i / M
i=1
如果今天 M 不是个随机变数而是个常数 m
m m
E[ Σ X_i / m] = Σ E[X_i]/m 就是个相当常见估计
i=1 i=1
但现在不一样的是分母那个参与游戏的人数 M 是个随机变数
(而且X_i们也不是i.i.d.)
这种情况下我们是不是就不能用 E[Z] 去估计 E[X_i] 了?
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1F:推 kirimaru73 : 後面几轮的X_i都是大型同捆包,或许不能从iid出发 01/09 12:16
我想表达的是:通常不是 i.i.d. 的话,"sample mean" 这个可能就不是很适用
而且这边 sample mean 的分母还不是固定的,
而是一个会受到Stopping Time R 干涉的随机变数,
换句话说用这段
: 如果游戏结束时为第X轮,那总共会有111...1(X个1)名参与者
: 其中100...0名会在最後一轮化为华丽的烟火,只有11...1(X-1个1)名幸存
来估计单一参赛者的存活率可能从理论上就是不适用的
2F:→ kirimaru73 : 另外为了减少歧义,可以追加几点假设: 01/09 12:17
3F:→ kirimaru73 : (1) 该游戏仅进行正好一轮且已结束 01/09 12:17
4F:→ kirimaru73 : (2) 独裁者玩腻了,完全没有进行下一轮的打算 01/09 12:18
5F:→ kirimaru73 : (代表朋友生还了就是生还了,不用担心下一轮) 01/09 12:18
6F:→ kirimaru73 : (3) 已参与游戏的生还者不会被重复选择 01/09 12:19
7F:→ kirimaru73 : 这样仍然可以产生争议,但能简化很多问题 01/09 12:19
8F:推 kirimaru73 : 直接固定R确实不合理 那如果改为计算一整场游戏的 01/09 15:17
9F:→ kirimaru73 : 「生存率的期望值」 = Σ(N=1到无限)P(R=N)P(Z|R=N) 01/09 15:19
10F:→ kirimaru73 : 这样第一项是 0.10 x 0.0 (衰人) 01/09 15:21
11F:→ kirimaru73 : 第二项是 0.09 x (1/11) 第三项是 0.081 x (11/111) 01/09 15:22
12F:→ kirimaru73 : 这应该就是你说的8.9% 01/09 15:24
13F:→ kirimaru73 : 我倾向觉得单一参赛者的生存率也是8.9% 那个90%其实 01/09 15:33
14F:→ kirimaru73 : 根本是不存在的,但90%又太过真实,不知道怎麽解释 01/09 15:33
15F:推 LPH66 : 90% 应该是给定「被选上特定轮」条件的条件机率? 01/09 20:14
16F:→ LPH66 : 单看一轮的话分母是定值, 但综观整场游戏时就不是了 01/09 20:15
就是因为分母不是定值,所以我才对於一开始 10% 那个估计提出质疑啊
比如我们估计一个六面骰骰出"1"的机率,然後进行实验
「骰 n 次,然後计算出现 1 的次数」
然後n够大的话我们就觉得这是「六面骰骰出1的机率」的良好估计
但支撑这想法的是 大数法则(Law of Large Number)
可同样根据在原文章
: 如果游戏结束时为第X轮,那总共会有111...1(X个1)名参与者
: 其中100...0名会在最後一轮化为华丽的烟火,只有11...1(X-1个1)名幸存
成立吗?
17F:推 kirimaru73 : 好像真的是楼上所说,如果加上"某人必定参与游戏且 01/10 00:07
18F:→ kirimaru73 : 必定在第N轮被选中"的前提,并假设游戏会进行正好 01/10 00:07
19F:→ kirimaru73 : 一场,则无论N是多少,他的生存率都是90% 01/10 00:07
20F:→ kirimaru73 : N=1时显而易见,N=K则代表游戏必进行K轮以上 01/10 00:08
21F:→ kirimaru73 : 这时K轮没有爆掉的机率也是90% 01/10 00:08
※ 编辑: arrenwu (98.45.195.96 美国), 01/10/2023 01:29:59