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Proporción esperada de Coin Flips

Si usted lanza una moneda hasta que decida dejar de y quieres aprovechar al máximo la proporción de cabezas total de volteretas, ¿qué es lo que esperaba relación?

Suponiendo que usted desea maximizar la relación, es decir, si le da la vuelta de nuevo o no, depende de las posibilidades de si va a arriesgar más de lo que la ganancia, he conseguido que:

  • si la probabilidad es de 50/50 (el mismo número de cabezas y colas hasta el momento), le da la vuelta de nuevo
  • si hay más colas de las cabezas le da la vuelta de nuevo
  • si usted tiene más cabezas, a continuación, las colas no voltear

¿Cómo poner esto en una forma de ecuación a resolver para la relación?

Gracias

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DiGi Puntos 1925

Sus viñetas cantidad a decir que vas a voltear la moneda hasta que el número de cabezas supera el número de colas. Supongamos que esto sucede en el $n$-th flip; luego, después de $n-1$ volteretas, usted debe haber tenido el mismo número de cabezas y colas, por lo $n=2m+1$ algunos $m$, ahora tiene $m+1$ cabezas, y la proporción de jefes de volteretas en el es $\frac{m+1}{2m+1}$. Si $p_n$ es la probabilidad de detenerse después de la $(2n+1)$-st flip, se espera que la proporción de jefes de flips es $$\sum_{n\ge 0}\frac{p_n(n+1)}{2n+1}\;.$$ Thus, the first step is to determine the $p_n$.

Claramente $p_0=\frac12$: nos detenemos después de $1$ sorteo si y sólo si conseguimos una cabeza. Si nos detenemos después de $2n+1$ lanzamientos, donde $n>0$, el último sorteo debe ser una cabeza, la mitad de la primera $2n$ lanzamientos deben ser los jefes, y para $k=1,2,\dots,2n$ primera $k$ tiros no debe incluir más cabezas de las colas. El problema de recuento de dichas secuencias son bien conocidos: estos son Dyck palabras de longitud $2n$, y $C_n$ de ellos, donde $$C_n=\frac1{n+1}\binom{2n}n$$ is the $n$-th Catalan number. Each of those $C_n$ sequences occurs with probability $\left(\frac12\right)^{2n}$, and each is followed by a head with probability $\frac12$, so $$p_n=C_n\left(\frac12\right)^{2n}\cdot\frac12\;,$$ and the expected ratio is $$\frac12\sum_{n\ge 0}C_n\left(\frac12\right)^{2n}\frac{n+1}{2n+1}=\frac12\sum_{n\ge 0}\frac1{4^n(2n+1)}\binom{2n}n\;.$$

Muy convenientemente, la serie de Taylor para $\arcsin x$ es $$\arcsin x=\sum_{n\ge 0}\frac1{4^n(2n+1)}\binom{2n}nx^{n+1}\;,$$ valid for $|x|\le 1$, so the expected ratio is $$\frac12\sum_{n\ge 0}\frac1{4^n(2n+1)}\binom{2n}n=\frac12\arcsin 1\approx 0.7854\;.$$

Añadido: debo resaltar que este cálculo se aplica sólo a los objetivos de la estrategia. Como otros han señalado, que la estrategia es conocido por no ser la óptima, aunque es bastante buena, sobre todo por ser tan simple.

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