作者arrenwu (不是绵芽的错)
看板Math
标题Re: [机统] 玩10局游戏,至少遇到1次3连败以上机率
时间Sun Feb 19 09:24:05 2023
※ 引述《FayeFaye1 (说不出的想念)》之铭言:
: 玩10局游戏,胜率50%,遇到三连败以上的机率有多大?
: 三连败以上意思是不只算三连败,遇到四连败,五连败等也算在内
: 也可能遇到2次三连败,或遇到三连败又遇到四连败等等
: 反正只要遇到1次三连败以上都算
: 我用程式模拟一百万次统计机率是41.347%
: 但是我用数学计算怎麽算都是49.22%
: 快要疯了
定义 P[n] = Pr(玩 n 局游戏遇到过 3连败),这问题的
目标是想算出 P[10]
基本假设:各局游戏的胜败为独立事件且胜率都是 p (在这个案例里面 p = 0.5)
对於 n = 1,2,3:
P[1] = 0
P[2] = 0
P[3] = (1-p)^3
这我想满直接的
对於 n >= 4 的情况呢
P[n] = Pr(玩 n 局游戏遇到过 3连败)
= Pr(玩 n 局游戏遇到过3连败 且 前三局未出现首胜)
+ Pr(玩 n 局游戏遇到过3连败 且 前三局首胜出现於第1局)
+ Pr(玩 n 局游戏遇到过3连败 且 前三局首胜出现於第2局)
+ Pr(玩 n 局游戏遇到过3连败 且 前三局首胜出现於第3局)
Pr(玩 n 局游戏遇到过3连败 且 前三局未出现首胜)
= Pr(前三局未出现首胜) * Pr(玩 n 局游戏遇到过3连败 | 前三局未出现首胜)
(前三局未出现首胜 = 前三局三连败)
= Pr(前三局三连败) * Pr(玩 n 局游戏遇到过3连败 | 前三局三连败)
= (1-p)^3 * 1
= (1-p)^3
接着考虑
Pr(玩 n 局游戏遇到过3连败 且 前三局首胜出现於第3局)
前三局首胜出现於第3局 = 前两场败、第三局胜,故
Pr(玩 n 局游戏遇到过3连败 且 前两局败、第三局胜)
= Pr(前两局败、第三局胜)*Pr(玩 n 局游戏遇到过3连败 | 前两局败、第三局胜)
= (1-p)^2*p * Pr(玩 n 局游戏遇到过3连败 | 前两局败、第三局胜)
关於这个 Pr(玩 n 局游戏遇到过3连败 | 前两局败、第三局胜) ,
因为假设各局游戏结果独立,所以
Pr(玩 n 局游戏遇到过3连败 | 前两局败、第三局胜) = Pr(玩 n-3 局游戏遇到过3连败)
所以最终可以得到
Pr(玩 n 局游戏遇到过3连败 且 前三局首胜出现於第3局)
= (1-p)^2*p * Pr(玩 n 局游戏遇到过3连败 | 前两局败、第三局胜)
= (1-p)^2*p * Pr(玩 n-3 局游戏遇到过3连败)
= (1-p)^2*p * P[n-3]
同样地推论可以得到
Pr(玩 n 局游戏遇到过3连败 且 前三局首胜出现於第1局) = p*P[n-1]
Pr(玩 n 局游戏遇到过3连败 且 前三局首胜出现於第2局) = p(1-p)*P[n-2]
总结上面所有推论,可以得到
For n >= 4,
P[n] = (1-p)^3 + p(1-p)*P[n-2] + p*P[n-1] + (1-p)^2*p * P[n-3]
写个小程式可以得到 P[10] = 0.5078125
你喜欢 analytic form 的话,那 P[10] 可以写成
P[10] = -6*p^8 + 32*p^7 - 66*p^6 + 60*p^5 - 17*p^4 - 4*p^3 + 1
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1F:→ FayeFaye1 : 大感谢!!我研究一下 02/19 23:12
2F:推 yueayase : 我觉得倒数四行(1-p)*P[n-1]应该抄错了p*P[n-1]才对 02/20 02:03
你说得没错 已更正
※ 编辑: arrenwu (98.45.195.96 美国), 02/20/2023 05:44:52