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La bolsa de té problema: la probabilidad de extraer una sola bolsa de té

Supongamos que usted tiene un montón de bolsas de té en una caja, inicialmente en pares, como estos:

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Supongamos que la caja contiene inicialmente sólo se unió a los pares de bolsas de té, decir $N_0$ de ellos (con lo cual, para un total de $2N_0$ bolsas de té).

Cada vez que quieres hacerte un té, se puso una mano en la caja al azar y el extracto de una bolsa de té. A veces te encontrarás con un unió a la par, en cuyo caso se dividirá, tomar uno para el té, y la otra en la caja. Si, en lugar de extraer una sola bolsa de té (que ya estaba dividida en antes), que acaba de tomar.

Ahora bien, si usted ha pasado a estar en una situación similar, usted probablemente ha notado que después de un tiempo usted será casi siempre el extracto único de bolsas de té y seldolmly encontrar dobles (que no es de extrañar, por supuesto). La pregunta es, ¿qué es exactamente la probabilidad de $p_k$ de la extracción de una sola bolsa de té, después de $k$ bolsas de té, ya han salido?

Supongamos para este problema que cada vez que hay la misma probabilidad de extracción de cualquiera de las bolsas de té, con independencia de que se unió con otro o no, así que después de la primera etapa (en la que necesariamente, extraer y separar un doble) la probabilidad de extraer una sola bolsa de es $p_1=\frac{1}{2N_0-1}$.

Es relativamente fácil, sólo mediante el cálculo de los valores de $p_k$ para el primer $k$s, para ver que la respuesta al problema es bastante agradable: $$p_k = \frac{k}{2N_0 -1}.$$ ¿Cómo podemos demostrar esto?


Una variación interesante del problema es preguntar ¿qué pasa si en lugar de considerar la recogida de un par como un único evento (lugar que, como dos, como en el anterior caso considerado). Con este supuesto, la fórmula anterior no se sostiene, como la computación en la primera los valores de $p_k$ muestra: $$ p_1 = \frac{1}{N_0}, \\ p_2 = \frac{2(N_0-1)}{N_0^2} .$$

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kg. Puntos 404

Digamos que usted seleccione bolsa de té $i$. La pregunta, entonces, es ¿cuál es la probabilidad de que la bolsita de té $\hat i$ se ha seleccionado previamente. (donde $\forall i$, bolsita $i$ fue inicialmente emparejado con $\hat i$). así se nos pide calcular la probabilidad de que una bolsita de té sobrevivido al proceso de selección acondicionado en el hecho de que sabemos que hay algún otro especificado bolsita de té lograron sobrevivir. el acondicionamiento sólo nos obliga a comenzar con una muestra de $2N_0-1$ y, a continuación, la probabilidad de que un determinado bolsita de té sobrevivido $k$ selecciones es $$\frac {2N_0-2}{2N_0-1}\times \frac {2N_0-3}{2N_0-2}\times \cdots\times \frac {2N_0-(k+1)}{2N_0-k}=\frac {2N_0-(k+1)}{2N_0-1}$$

La respuesta que buscan es el elogio de esto, por lo tanto $$1-\frac {2N_0-(k+1)}{2N_0-1}=\frac k{2N_0-1}$$

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Evan Aad Puntos 2471

lulu escribió una excelente respuesta. Sin embargo, me gustaría ofrecer una pequeña variación en lulu derivación que me parece más fácil de entender.

Para cada té-bolsa de $s$ $$ \substack{\text{Probabilidad}\\\text{de dibujo $s$}\\\text{on la $k+1$th dibujar}\\\text {, mientras que su par, $t$}\\\texto{sigue conectado}} = \underset{\substack{\text{evite $s,t$}\\\text{en el 1er sorteo}}}{\underbrace{\frac{2N-2}{2N}}}\underset{\substack{\text{evite $s,t$}\\\text{en el 2do sorteo}}}{\underbrace{\frac{2N-3}{2N-1}}}\cdots\underset{\substack{\text{evite $s,t$}\\\text {$k$- th dibujar}}}{\underbrace{\frac{2N-(k+1)}{2N-(k-1)}}}\underset{\substack{\text{draw $s$}\\\text {$k+1$- th dibujar}}}{\underbrace{\frac{1}{2N-k}}} $$

Repita el procedimiento para cada bolsa de té y se suman para obtener $$ \begin{align} \substack{\text{Probability}\\\text{of drawing a tea bag}\\\text{on the %#%#%th draw}\\\text{while its pair}\\\text{is still attached}} &= 2N\ \frac{2N-2}{2N}\frac{2N-3}{2N-1}\cdots\frac{2N-(k+1)}{2N-(k-1)}\frac{1}{2N-k} \\ &= \frac{2N-2}{2N-1}\frac{2N-3}{2N-2}\cdots\frac{2N-(k+1)}{2N-k} \\ &= \frac{2N-(k+1)}{2N-1} \end{align} $$

Ahora toma el complemento para obtener $$ p_k = 1-\frac{2N-(k+1)}{2N-1} = \frac{k}{2N-1} $$

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CodingBytes Puntos 102

(Esta es una versión condensada de @lulu 's respuesta.)

Si en el dibujo de las${}_{k+1}\>$ I elegir una determinada bolsa de $b$, entonces cualquier otra bolsa, en particular, el socio de $b$, es uno de los $k$ dibujado previamente bolsas con probabilidad $${k\over 2N-1}\ .$$

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Stephan Aßmus Puntos 16

He encontrado una manera de lidiar con esto. Puedo obtener Barry del Té, que no vienen en pares de bolsas. Además, cada bolso es $3$ gramos de té, donde la gran mayoría de las bolsitas de té que uno ve son $2$ gramos cada uno. Me sale el Oro y la Mezcla de la de un Desayuno Irlandés.

Me tome las dos bolsitas de té y ponerlos en la taza y, a continuación, vierta agua hirviendo sobre ellos. Y esperar cinco minutos. Más sabor. Oh, yo no separar las dos bolsitas de té, porque luego me tire de ellos con unas pinzas y apriétalos con la bolsita de té pinzas para conseguir la mayoría de los líquidos. Que sería torpe con unió a las bolsas.

http://www.barrystea.ie/

http://www.englishteastore.com/tea-bag-squeezer.html

Último momento: Barry es el primer té que regularmente he comprado y que viene con ninguna cadena. Es completamente posible que las bolsitas de té con las cadenas son típicamente de dos gramos y las bolsitas de té sin ellos son normalmente tres gramos. Ah, y a veces tengo un muy buen pu-erh, hojas sueltas, en las inmediaciones de un taller llamado la medida de las Hojas.

http://www.farleaves.com/

http://www.farleaves.com/collections/puer-teas

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