ใช้เวลาในการตีรูปแบบของหัวและก้อยในชุดเหรียญโยน


26

โดยได้รับแรงบันดาลใจจากคำปราศรัยของ Peter Donnelly ที่TEDซึ่งเขากล่าวถึงว่าต้องใช้เวลานานเท่าใดในการที่รูปแบบบางอย่างจะปรากฏในชุดเหรียญโยนฉันสร้างสคริปต์ต่อไปนี้ใน R. ด้วยรูปแบบสอง 'hth' และ 'htt' คำนวณระยะเวลาเฉลี่ย (เช่นจำนวนเหรียญที่โยน) โดยเฉลี่ยก่อนที่คุณจะเข้าสู่หนึ่งในรูปแบบเหล่านี้

coin <- c('h','t')

hit <- function(seq) {
    miss <- TRUE
    fail <- 3
    trp  <- sample(coin,3,replace=T)
    while (miss) {
        if (all(seq == trp)) {
            miss <- FALSE
        }
        else {
            trp <- c(trp[2],trp[3],sample(coin,1,T))
            fail <- fail + 1
        }
    }
    return(fail)
}

n <- 5000
trials <- data.frame("hth"=rep(NA,n),"htt"=rep(NA,n))

hth <- c('h','t','h')
htt <- c('h','t','t')

set.seed(4321)
for (i in 1:n) {
    trials[i,] <- c(hit(hth),hit(htt))    
}
summary(trials)

สถิติสรุปมีดังนี้

      hth             htt        
 Min.   : 3.00   Min.   : 3.000  
 1st Qu.: 4.00   1st Qu.: 5.000  
 Median : 8.00   Median : 7.000  
 Mean   :10.08   Mean   : 8.014  
 3rd Qu.:13.00   3rd Qu.:10.000  
 Max.   :70.00   Max.   :42.000 

ในการพูดคุยมีการอธิบายว่าจำนวนโยนเหรียญเฉลี่ยจะแตกต่างกันสำหรับสองรูปแบบ ที่สามารถเห็นได้จากการจำลองของฉัน แม้จะดูการพูดคุยสองสามครั้งฉันก็ยังไม่ค่อยเข้าใจว่าทำไมถึงเป็นเช่นนี้ ฉันเข้าใจว่า 'hth' ทับซ้อนตัวเองและสังหรณ์ใจฉันจะคิดว่าคุณจะกด 'hth' เร็วกว่า 'htt' แต่นี่ไม่ใช่กรณี ฉันจะขอบคุณมันจริงๆถ้ามีคนอธิบายให้ฉันฟังได้

คำตอบ:


32

คิดเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นในครั้งแรกที่คุณได้รับ H ตามด้วย T

กรณีที่ 1: คุณกำลังมองหา HTHและคุณเห็น HT เป็นครั้งแรก หากการโยนครั้งถัดไปคือ H แสดงว่าคุณทำเสร็จแล้ว ถ้าเป็น T คุณจะกลับไปที่จตุรัส: เนื่องจากการทอยสองครั้งสุดท้ายเป็น TT ตอนนี้คุณต้องการ HTH แบบเต็ม

กรณีที่ 2: คุณกำลังมองหา HTTและคุณเห็น HT เป็นครั้งแรก หากการโยนครั้งถัดไปคือ T แสดงว่าคุณทำเสร็จแล้ว ถ้าเป็น H นี่จะเป็นความพ่ายแพ้อย่างชัดเจน อย่างไรก็ตามเป็นรุ่นรองเนื่องจากตอนนี้คุณมี H และต้องการเพียง -TT หากการโยนครั้งถัดไปคือ H นี่จะทำให้สถานการณ์ของคุณไม่เลวร้ายยิ่งขึ้นในขณะที่ T ทำให้ดีขึ้นเรื่อย ๆ

ใส่อีกวิธีหนึ่งในกรณีที่ 2 H แรกที่คุณเห็นจะนำคุณ 1/3 ของทางและจากจุดนั้นคุณไม่ต้องเริ่มจากศูนย์ สิ่งนี้ไม่เป็นความจริงในกรณีที่ 1 ซึ่ง TT ลบความคืบหน้าทั้งหมดที่คุณทำ


โอ้ในสถานการณ์นี้การโยนเหรียญจะไม่หยุดเมื่อรูปแบบหนึ่งชนะ! นั่นทำให้รู้สึก สิ่งนี้ทำให้ฉันสับสนในขณะที่ (ยังไม่ได้ดูการพูด TED) ดังนั้นฉันคิดว่าฉันจะแสดงความคิดเห็นเพื่อช่วยคนอื่น ๆ ที่อาจจะคิดแบบเดียวกัน

15

8n+2nnHTHHTH

อีกวิธีในการดูคือหลังจากถึง "HT" แล้ว "T" จะส่ง "HTH" กลับไปที่จุดเริ่มต้นในขณะที่ "H" จะเริ่มดำเนินการสู่ "HTT" ที่เป็นไปได้

kk2k2+0+8=100+0+8=8

5

มันแย่ลง: ในเกมของ Penneyคุณเลือกรูปแบบการแข่งขันแล้วฉันจะเลือกอีกแบบ หากคุณเลือก "HTH" จากนั้นฉันจะเลือก "HHT" และมีโอกาสชนะ 2: 1 หากคุณเลือก "HTT" ฉันจะเลือก "HHT" อีกครั้งและยังมีอัตรา 2: 1 ตามความชอบ แต่ถ้าคุณเลือก "HHT" ฉันจะเลือก "THH" และมีอัตราเดิมพัน 3: 1 ผู้เล่นคนที่สองสามารถตั้งราคาต่อรองได้เสมอและตัวเลือกที่ดีที่สุดไม่ใช่การถ่ายทอด


+1 ขอบคุณสำหรับลิงค์ไปยังเกมของ Penney; คืนนอนไม่หลับอีก :)
lafrasu

เรียนเฮนรี่ฉันถามคำถามที่คล้ายกันในเว็บไซต์นี้และได้รับคำแนะนำให้ค้นหาคำตอบที่นี่ ฉันดูเกมของ Penney แต่ก็ยังไม่สามารถแก้ปัญหาของฉันได้ ความช่วยเหลือใด ๆ ที่จะได้รับการชื่นชม.
superAnnoying ผู้ใช้

14

ฉันชอบวาดรูป

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

ไดอะแกรมเหล่านี้เป็นสถานะออโตมาตา จำกัด (FSAs) พวกเขาเป็นเกมสำหรับเด็กเล็ก ๆ (เช่นChutes และ Ladders ) ที่ "รู้จัก" หรือ "ยอมรับ" ลำดับ HTT และ HTH ตามลำดับโดยการย้ายโทเค็นจากโหนดหนึ่งไปยังอีกโหนดหนึ่งเพื่อตอบสนองต่อการโยนเหรียญ โทเค็นเริ่มต้นที่โหนดบนสุดชี้ไปที่ลูกศร (บรรทัดที่ฉัน ) หลังจากโยนเหรียญแต่ละเหรียญโทเค็นจะถูกย้ายไปตามขอบที่มีผลของเหรียญ (เช่น H หรือ T) ไปยังโหนดอื่น (ซึ่งฉันจะเรียกว่า "H node" และ "T node" ตามลำดับ) เมื่อโทเค็นตกลงบนเทอร์มินัลโหนด (ไม่มีลูกศรชี้ออกเป็นสีเขียว) เกมจะจบและ FSA ยอมรับลำดับ

คิดว่าแต่ละ FSA กำลังดำเนินการตามแนวเส้นแนวตั้ง การโยนลำดับ "ขวา" ของหัวและก้อยทำให้โทเค็นคืบหน้าไปยังปลายทาง การโยนค่า "ผิด" ทำให้โทเค็นสำรอง (หรืออย่างน้อยก็หยุดนิ่ง) โทเค็นสำรองข้อมูลไปยังสถานะขั้นสูงสุดที่สอดคล้องกับการทอยล่าสุด ตัวอย่างเช่น HTT FSA ที่บรรทัดที่2ยังคงอยู่ที่บรรทัดที่iiเมื่อเห็นส่วนหัวเนื่องจากส่วนหัวนั้นอาจเป็นลำดับเริ่มต้นของ HTH ในที่สุด มันไม่ได้ไปตลอดทางกลับไปที่จุดเริ่มต้นเพราะนั่นจะไม่สนใจหัวสุดท้ายนี้โดยสิ้นเชิง

หลังจากการตรวจสอบทั้งสองเกมแน่นอนตรงตามลักษณะที่ HTT และ HTH อ้างและเปรียบเทียบสายพวกเขาโดยเส้นและมันควรจะเห็นได้ชัดว่าHTH เป็นเรื่องยากที่จะชนะ พวกเขาแตกต่างกันในโครงสร้างกราฟิกของพวกเขาเฉพาะในบรรทัดiiiที่ H ใช้ HTT กลับไปที่บรรทัดที่สอง (และ T ยอมรับ) แต่ใน HTH, T จะพาเรากลับไปที่บรรทัดi (และ H ยอมรับ) การลงโทษที่สายiiiในการเล่น HTH นั้นรุนแรงกว่าโทษในการเล่น HTT

สิ่งนี้สามารถวัดได้ ฉันติดป้ายโหนของ FSA ทั้งสองนี้ด้วยจำนวนการโยนที่คาดหวังที่จำเป็นสำหรับการยอมรับ ให้เราเรียกสิ่งเหล่านี้ว่า "ค่า" ของโหนด การติดฉลากเริ่มต้นด้วย

(1) เขียนค่าที่ชัดเจนเป็น 0 ที่โหนดที่รับ

ปล่อยให้ความน่าจะเป็นของหัวเป็น p (H) และความน่าจะเป็นของก้อยเป็น 1 - p (H) = p (T) (สำหรับเหรียญที่ยุติธรรมความน่าจะเป็นทั้งสองเท่ากับ 1/2) เนื่องจากการโยนเหรียญแต่ละครั้งจะเพิ่มหนึ่งในจำนวนการโยน

(2) ค่าของโหนดเท่ากับหนึ่งบวก p (H) คูณค่าของโหนด H บวก p (T) คูณค่าของโหนด T

กฎระเบียบเหล่านี้กำหนดค่า มันเป็นแบบฝึกหัดที่รวดเร็วและให้ข้อมูลเพื่อตรวจสอบว่าค่าที่ติดฉลาก (สมมติว่าเป็นเหรียญที่ยุติธรรม) นั้นถูกต้อง ตัวอย่างเช่นพิจารณาค่าสำหรับ HTH ในบรรทัดที่สอง กฎบอกว่า 8 จะต้อง 1 มากกว่าค่าเฉลี่ยของ 8 (ค่าของโหนด H บนบรรทัดi ) และ 6 (ค่าของโหนด T บนบรรทัดiii ): นั่นเอง 8 = 1 + (1/2) * 8 + (1/2) * 6 คุณสามารถตรวจสอบค่าห้าค่าที่เหลือในภาพประกอบได้อย่างง่ายดาย


วิธีการ FSA เป็นวิธีที่ยอดเยี่ยมในการวิเคราะห์เกมของ Penney (ในการตอบกลับโดย @Henry) ค่าจะมีป้ายกำกับแตกต่างกันเล็กน้อย: FSA มีหนึ่งโหนดที่ยอมรับได้ต่อรูปแบบ ในการค้นหาโอกาสที่รูปแบบของคุณจะชนะให้ติดฉลากโหนดที่ยอมรับได้ด้วย 1 และโหนดที่ยอมรับอื่นทั้งหมดด้วย 0 ค่าที่โหนดอื่น ๆ จะเท่ากับค่าเฉลี่ยของค่าของโหนด H และ T มูลค่าของโหนดเริ่มต้น (ที่ไม่ซ้ำกัน) คือโอกาสในการชนะ
whuber

0

@ gung ขอบคุณสำหรับการจับที่ ฉันแก้ไขตัวอย่าง อย่างไรก็ตามมีการพิมพ์ผิดในรูป: ดูเหมือนว่าค่าของ HTT ที่บรรทัด iii ควรเป็น 4 แทนที่จะเป็น 2
whuber

4

คำตอบที่ดีบางอย่าง ฉันต้องการใช้แทคที่แตกต่างกันเล็กน้อยและตอบคำถามเรื่องการตอบโต้ (ฉันเห็นด้วยค่อนข้าง BTW)

นี่คือวิธีที่ฉันใช้ ลองนึกภาพคอลัมน์ของผลการทอยเหรียญแบบต่อเนื่องที่พิมพ์บนเทปกระดาษซึ่งประกอบด้วยตัวอักษร "H" และ "T"

ฉีกส่วนหนึ่งของเทปนี้โดยพลการและทำสำเนาเหมือนกัน

บนเทปที่กำหนดลำดับ HTH และ HTT ตามลำดับจะเกิดขึ้นบ่อยครั้งหากเทปมีความยาวเพียงพอ

แต่บางครั้งอินสแตนซ์ HTH จะทำงานร่วมกันเช่น HTHTH (หรือแม้กระทั่งเป็นครั้งคราวมาก HTHTHTH)

การทับซ้อนนี้ไม่สามารถเกิดขึ้นกับอินสแตนซ์ HTT

ใช้ปากกาเน้นข้อความเพื่อเลือก "แถบ" ของผลลัพธ์ที่ประสบความสำเร็จ HTH บนเทปหนึ่งและ HTT บนอีกเทปหนึ่ง แถบ HTH สองสามอันจะสั้นลงเนื่องจากการทับซ้อน ดังนั้นช่องว่างระหว่างพวกเขาโดยเฉลี่ยจะยาวกว่าเทปอื่นเล็กน้อย

มันค่อนข้างเหมือนกับรอรถเมล์เมื่อเฉลี่ยมีทุก ๆ ห้านาที หากรถบัสได้รับอนุญาตให้ทับซ้อนกันช่วงเวลานั้นจะนานกว่าห้านาทีเล็กน้อยโดยเฉลี่ยเพราะบางครั้งที่สองจะผ่านไปด้วยกัน

หากคุณเดินทางมาถึงตามอำเภอใจคุณจะรออีกต่อไปโดยเฉลี่ยสำหรับรถบัสคันต่อไป (สำหรับคุณก่อน) โดยเฉลี่ยหากพวกเขาทับซ้อน


2

ฉันกำลังมองหาปรีชานี้ในกรณีจำนวนเต็ม (ขณะที่ฉันโหยหาผ่าน Ross 'Intro. เพื่อ Probability Models) ดังนั้นฉันจึงคิดถึงกรณีจำนวนเต็ม ฉันพบสิ่งนี้ช่วย:

A

B

A=BP(AB~)=0

ABP(AB~)0

ดังนั้นให้ฉันจินตนาการว่าฉันมีโอกาสที่จะทำลวดลายให้เสร็จในการวาดครั้งต่อไป ฉันวาดสัญลักษณ์ต่อไปและมันก็ไม่เสร็จรูปแบบ ในกรณีที่รูปแบบของฉันไม่ทับซ้อนกันสัญลักษณ์ที่วาดอาจยังทำให้ฉันเริ่มสร้างรูปแบบจากจุดเริ่มต้นอีกครั้ง

ในกรณีที่มีการทับซ้อนสัญลักษณ์ที่ฉันต้องการในการทำให้รูปแบบบางส่วนของฉันเสร็จสิ้นนั้นเหมือนกับสัญลักษณ์ที่ฉันจะต้องเริ่มสร้างใหม่ ดังนั้นฉันไม่สามารถทำเช่นนั้นได้ดังนั้นจะต้องรอจนกว่าการจับรางวัลครั้งต่อไปจะมีโอกาสเริ่มสร้างอีกครั้ง

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.