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Es posible estimar las probabilidades de ganar un multi-entrada de concurso, cuando no conozco el detalle de las entradas?

Supongamos que yo soy entró en un concurso, con las siguientes reglas:

  • Cada persona puede tener hasta 6 entradas
  • Todas las entradas serán agrupadas, y el 25% de las entradas serán seleccionados para ser los ganadores, con un máximo de 25.
  • Cada persona sólo puede ganar una vez, independientemente del número de sus entradas. Si el nombre de alguien, se dibuja de nuevo, se descarta y un nuevo nombre elegido.
  • Sé cuántas entradas que tengo (el máximo, 6)
  • Sé de cuántas entradas hay, desglosado por tipo de entrada
  • Yo no sé cómo muchas de las entradas son de repetición de las entradas por la misma persona.

El conteo de entradas por tipo es como sigue:

Tipo 1: 42 Tipo 2: 72 Tipo 3: 119 Tipo 4: 217 Tipo 5: 156 Tipo 6: 178

Es posible estimar que mis probabilidades de ganar en esta situación? Estoy un poco confundido por el hecho de que yo no puedo predecir cómo los primeros ganadores efecto de mis posibilidades, ya no sé cuántas entradas cada ganador podrá retirar de la piscina.

Estoy interesado en la solución dada al conjunto de datos, pero también estoy interesado en el procedimiento adecuado/algoritmo para el cálculo de la misma.

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jldugger Puntos 7490

Las probabilidades se encuentran entre 17.7% y 18.7%.

El peor caso se produce cuando todo el mundo, pero usted tiene exactamente una entrada en el sorteo: esta es una configuración coherente con los datos (aunque raro!).

Vamos a contar el número de posibilidades en el que usted no gana. Este es el número de maneras de dibujar $25$ entradas de la $784-6$ entradas restantes, dada por el coeficiente Binomial $\binom{784-6}{25}$. (Es un número enorme). El número total de posibilidades, todas ellas igualmente probable en una feria de dibujo--es $\binom{784}{25}$. La relación se simplifica a $(784-25)\cdots(784-30) / [(784)\cdots(784-5)]$, que es aproximadamente 82.22772%: la probabilidad de no ganar. Sus posibilidades de ganar en esta situación, por tanto, igual a 1 - 82.22772% = 17.7228%.

El mejor de los casos se produce cuando hay tan pocos individuos involucrados en la lotería como sea posible y como muchos como sea posible ha $6$, y, a continuación,$5$, etc, los boletos. Dado que la "joya" que cuenta son las $(42, 72, 119, 156, 178, 217)$ (en orden ascendente), esto implica

  • En la mayoría de las $42 = a_6$ de las personas pueden tener $6$ entradas cada uno.

  • En la mayoría de las $72-42=30 = a_5$ de las personas pueden tener $5$ entradas cada uno.

    ...

  • En la mayoría de las $178-156=22 = a_2$ de las personas pueden tener $2$ entradas cada uno.

  • $217-178=39 = a_1$ de las personas tienen $1$ entrada de cada uno.

Deje $p(\mathbf{a}, l, j)$ designar la oportunidad de ganar cuando mantenga $j$ (entre el $1$$6$) billetes de lotería con los datos de $\mathbf{a}=(a_1,a_2,\ldots,a_6)$ $l=25$ sorteos. El número total de entradas por lo tanto es igual a $1 a_1 + 2 a_2 + \cdots + 6 a_6 = n$. Considere el siguiente sorteo. Hay siete posibilidades:

  1. Una de sus entradas está dibujada; usted gana. Las posibilidades de que esto es igual a $j/n$.

  2. Alguien entradas son dibujados. Las posibilidades de que esto es igual a $(n-j)/n$. Si tienen $i$ de ellos, entonces todos los $i$ entradas se retiran a partir de la lotería. Si $l \ge 1$, el dibujo sigue con los nuevos datos: $l$ ha sido la disminución de $1$ $a_i$ ha sido la disminución de $1$. La posibilidad de que alguna persona con $i$ los billetes de la lotería es elegido, dado que el tuyo no lo son, es igual a $ia_i/(n-j)$. Esto le da seis discontinuo posibilidades de $i=1,2,\ldots,6$.

Añadimos estas posibilidades porque la partición de todos los resultados, sin solapamiento.

El cálculo continúa recursivamente abajo esta probabilidad árbol hasta que todas las hojas en $l=0$ son alcanzados. Es un montón de cálculo (sobre $25^6$ = 244 millones de cálculos), pero sólo toma un par de minutos (o menos, dependiendo de la plataforma). Puedo obtener 18.6475%de posibilidades de ganar en este caso.

Aquí está el Mathematica código que he usado. (Está escrito en paralelo el análisis anterior; podría ser un poco más eficiente a través de algunas reducciones algebraicas y las pruebas para al $a_i$ se reduce a $0$.) Aquí, el argumento ano recuento $j$ billetes: se da la distribución de los cargos de los billetes de todos los demás sostiene.

p[a_, l_Integer, j_Integer] /; l >= 1 := p[a, l, j] = Module[{k = Length[a], n},
    n = Range[k] . a + j;
    j/n + (n - j)/n ParallelSum[
       i a[[i]] / (n - j) p[a - UnitVector[k, i], l - 1, j], {i, 1, k}]
    ];
p[a_, 0, j_Integer] := 0;
(* The data *)
a = Reverse[Differences[Prepend[Sort[{42, 72, 119, 217, 156, 178}], 0]]];
j = 6; l = 25;
(* The solution *)
p[a - UnitVector[Length[a],j], l, j] // N

Como una verificación de la realidad, vamos a comparar estas respuestas a dos ingenuos aproximaciones (ninguno de los cuales es bastante correcta):

  1. 25 empates con 6 entradas en el juego debe dar alrededor de 6*25 de 784 posibilidades de ganar. Este es el 19,1%.

  2. Cada vez que la probabilidad de no ganar es sobre (784-6)/784. Plantear esta al 25 de energía para encontrar la probabilidad de no ganar en la lotería. Restar de 1 da el 17.5%.

Parece que estamos en el derecho de béisbol.

1voto

BenB Puntos 4152

Si hice las matemáticas a la derecha, usted tiene entre 19.43% y 21.15% de probabilidades de ganar un premio

El 19.43% es el mejor de los casos, donde cada participante tiene 6 entradas

El 21.15% es el peor de los casos, donde cada participante tiene 1 entrada excepto usted

Ambos escenarios son extremadamente improbable, por lo que sus posibilidades reales de ganar probablemente caen en algún lugar en el medio, sin embargo es aproximadamente 1/5 de la oportunidad de ganar parece bastante sólido número para ir por

Los detalles sobre cómo esos números fueron obtenidos se puede encontrar en esta hoja de cálculo de Google, sin embargo resumir el modo en que se obtuvieron:

  1. Empezar con el número Total de Entradas (784) y las Entradas (6)
  2. Obtener la oportunidad de ganar (6 / 784 = 0.77%)
  3. Restar 6 para el mejor de los casos, o 1 para el peor caso de TotalEntries
  4. Obtener la oportunidad de ganar (6/778 para el mejor de los casos 6/783 para el peor de los casos)
  5. Repita los pasos 3 y 4 hasta que haya 25 porcentajes
  6. Agregar el 25 porcentajes juntos para averiguar la posibilidad total en winnning algo

He aquí una forma alternativa para obtener el porcentaje aproximado que es más simple, pero no es tan exacta, puesto que no son eliminar las entradas duplicadas cada vez que se dibuja un ganador.

6 (your tickets) / 784 total tickets = 0.00765
0.00765 chance to win * 25 prizes = 19.14 % chance to win

EDIT: estoy bastante seguro de que me estoy perdiendo de algo en mi las matemáticas, y que usted no puede simplemente sumar los porcentajes como este (o multiplicar por ciento de posibilidades de ganar por # de premios), aunque creo que estoy cerca de

Whobar comentario da un 17.4% de probabilidades de ganar, aunque aún me falta averiguar la fórmula que les dio y asegurarse de que es exacta para el concurso. Tal vez un proyecto de fin de semana :)

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