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¿Cuál es la probabilidad de no tener ninguna bola de un determinado color?

Supongamos que mi amigo tiene infinitas urnas, cada una de las cuales contiene una canica. Hay dos tipos de canicas que pueden aparecer en una urna, la roja y la negra. Mi amigo ha decidido una distribución arbitraria para seleccionar una urna. Cada urna contiene una canica roja o negra según alguna regla arbitraria, fija y desconocida (incluyendo la posibilidad de no tener ninguna de un color).

Me plantea un reto: Él elige una urna según su distribución, y yo adivino de qué color es la bola que hay dentro. Pero antes de empezar, me deja nombrar cualquier entero no negativo $n$ y elegirá tantas urnas independientemente según su distribución, y me mostrará lo que hay dentro de ellas.

Supongamos que hacemos este procedimiento y todas las canicas que veo son rojas. Predigo, por tanto, para cualquier urna que se elija de la misma distribución, que la canica que hay dentro es roja. Mi intuición me dice que si he elegido un valor grande para $n$ Estoy más seguro de que adivinar siempre el rojo es una buena idea. ¿Puedo establecer algún tipo de límite significativo sobre el grado de confianza que tengo?

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Patrick Puntos 1387

Bueno, para empezar podemos definir $X_i$ como $1$ si el $i^{th}$ mármol dibujado es negro y $0$ si es rojo. Entonces $\overline{X_n}$ es una estimación de la probabilidad de que la canica sea negra (llamémosla $p_B$ ). La ley de los grandes números establece que a medida que $n\to\infty$ tenemos $\overline{X_n} \to p_B$ .

En cuanto a un límite, siempre existe la desigualdad de Chebyshev, que para este caso da:

$$\mathbb{Pr}(|\overline{X_n}-p_B| \ge a) \le \frac{p_B(1-p_B)}{na^2}$$

Como no sabes $p_B$ podemos sustituirlo por $\overline{X_n}$ en el lado derecho para obtener una estimación del límite superior. Basta con elegir un $a$ y, dada la ley de los grandes números mencionada anteriormente, una cantidad lo suficientemente grande como para que el usuario se sienta cómodo. $n$ significa que $\overline{X_n}$ está "cerca" de $p_B$ ya.

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