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Un hombre que se encuentra un cuarto del tiempo lanza un dado y dice que es una seis. ¿Cuál es la probabilidad es realmente una seis?

En primer lugar, me disculpo por el vago título. Yo no podía pensar en un camino corto para representar el problema. También, soy consciente de que una pregunta similar existe, pero tengo un poco más de conocimiento.

El problema es:

Un hombre que se conoce a hablar con la verdad, tres de cada cuatro veces. Él lanza un morir y los informes que se trata de un seis. Encontrar la probabilidad de que se en realidad es una de las seis.

La respuesta en el libro es $ \frac{3}{8} $, lo que suena completamente a mí, dados los números, en el primer vistazo. Me decidí a probarlo por mi cuenta. Después de algunos contemplación, de hecho es cierto que $ \frac{3}{8} $ es correcta. Pero, la pregunta de la vaguedad que lo hace interesante. Es una especie de una ingenua respuesta!

En primer lugar, aquí está el libro de la solución:

Deje $ E $ ser el caso de que el hombre informes de los que seis se produce, $ S_1 $ ser el caso de que seis se produce y $ S_2 $ ser el caso de que seis no se produce.

$ P(S_1) $ = Probabilidad de que seis se produce = $ \frac{1}{6} $

$ P(S_2) $ = Probabilidad de que seis no producirse = $ \frac{5}{6} $

$ P(E~|S_1) $ = Probabilidad de que el hombre informes de que una niña de seis ocurrió cuando se haya producido (la verdad) = $ \frac{3}{4} $

$ P(E~|S_2) $ = Probabilidad de que el hombre informes de que una niña de seis ocurrió cuando que en realidad no ha ocurrido = $ \frac{1}{4} $

$ P(S_1|E) $ = Probabilidad de que una niña de seis ha hecho ocurrió cuando el hombre dice así =

$$ \frac{P(S_1)~P(E~|S1)}{P(S_1)~P(E~|S_1)+P(S_2)~P(E~|S_2)} = \frac{3}{8} $$

Enlace original: Página 25 de este (enlace actualizado 22/11/2015; tiende a romper a menudo).

Aquí está la primera de mis dos soluciones:

First possibility

La pregunta es un poco vago y no nos dice lo que el hombre dice que cuando no se llega a un seis. Asumiendo que cada vez se encuentra él no tiene un período de seis (que no es exactamente lo que la pregunta dice), sacaba $ P(E~|S_2) $$ 1 $, que se dispara $ P(lie) $$ \frac{1}{6} + \frac{1}{6} + \frac{1}{6} + \frac{1}{6} + \frac{1}{6} + \frac{1}{6}.\frac{1}{4} = \frac{7}{8} $.

También, $ P(E~|S_1) = \frac{3}{4} $$ P(E) = \frac{5}{6} + \frac{1}{6}.\frac{3}{4} = \frac{23}{24} $.

Esto nos lleva a, $$ P(S_1|E) = \frac{P(S_1)P(E~|S_1)}{P(E)} = \frac{3}{23} = 13.04\% $$

Por favor, tenga en cuenta que no me importa acerca de los seises rodó cuando miente acerca de ser un seis, debido a que la condición no es aplicable a la cuestión.

Soy muy escéptico acerca de mis cálculos! Me decidí a preparar un programa simple y ver cuál es la distribución de probabilidad es de $$ \frac{Number~of~sixes~rolled~while ~saying~it's~a~six}{Number~of~dice~rolls} $$

Aquí está el resultado:

First possibility graph

Teniendo en cuenta que el libro dice $ P(E~|S_2) = \frac{1}{4} $, que es, en esencia, es contradictoria a la pregunta, consideremos también la otra posibilidad:

Second possibility

Es aún más vaga en este escenario! Si el hombre se encuentra después de cualquier rollo, hay un $ \frac{1}{5} $ de probabilidad de que se acostará sobre cualquier otro número. Esto crea una nueva rama en cada mentira, que se divide en cinco. En este caso,

$$ P(E) = \frac{1}{6}.\frac{1}{4}.\frac{1}{5}.\frac{5}{1}+\frac{1}{6}.\frac{3}{4} = \frac{1}{6} $$

$ P(E~|S_1) $ sigue siendo $ \frac{3}{4} $, pero $ P(E~|S_2) = \frac{1}{4}.\frac{1}{5} = \frac{1}{20} $.

$$ P(S_1|E) = \frac{P(S_1)P(E~|S_1)}{P(E)} = \frac{3}{4} = 75\% $$

Esto parece la más intuitiva respuesta, y es por eso que yo dudaba de que la respuesta original en el primer lugar. Dada una verdad probabilidad de $ \frac{3}{4} $, no había manera de que la probabilidad de que un seis se $ 37.5\% $!

Second possibility graph

La ambigüedad de la pregunta es ¿qué hace a $ \frac{3}{8} $ mal para mí. Completamente fuera de la curiosidad, la respuesta a la que encaja mejor con la pregunta, y estos cálculos correctos o mentira?

17voto

heropup Puntos 29437

Hay, esencialmente, tres aspectos de la cuestión que yo considero un vago:

  1. La distribución de probabilidad del resultado de la tirada de dados no se indica explícitamente, en particular, vamos a asumir que es una feria de morir?

  2. Si el evento de que el hombre se encuentra sobre la tirada de dados es independiente de la verdad del resultado de la tirada de dados, no se declara, y la solución oficial se supone que estos eventos (el rollo de los dados, y si el hombre miente o dice la verdad) son independientes.

  3. Si un seis no está aplastado, y el hombre se encuentra sobre el resultado, el hombre de la mentira en el sentido de que la elección de cualquiera de los otros cinco números disponibles para él, o lo que hace de la mentira en el sentido de "yo no tirar un seis pero he de decir que hice?"

El punto 3 es el verdadero punto de fricción, ya que sin hacer de los supuestos de los Artículos 1 y 2, no el cálculo se puede realizar en todos. Pero el Punto 3 nos obliga a interpretar el significado de "mentira", y más problemáticamente, totalmente razonable cálculo es posible en virtud de una variedad de interpretaciones. Para ver por qué, vamos a hacer el proceso un poco más concretas:

  1. El hombre tira el dado y se observa el número laminados, que se oculta de ti.
  2. Luego, el hombre tira una moneda dos veces y, de nuevo, este resultado se oculta de ti. Si obtiene dos cabezas, él decide mentir; de lo contrario, él dice la verdad.
  3. Si dice la verdad, dice que el valor real de la tirada de dados, observó.

Consideremos ahora dos plausibles interpretaciones de lo que sucede si el hombre se encuentra:

  • (Opción a) Si se encuentra, entonces el valor de informes es cualquier valor al azar y de manera uniforme elegido de los cinco restantes posibilidades.
  • (Opción B) Si el valor real era un seis y él tiene dos cabezas, entonces él se encuentra por elegir a cualquier otro número de $\{1,2,3,4,5\}$; si el valor real era no un seis y él tiene dos cabezas, luego se reporta $6$.

Es en virtud de la interpretación de la Opción B de que el "oficial" de la respuesta es $3/8$. Pero, ¿qué acerca de la Opción a? Vamos a hacer el cálculo. Deje $X = 1$ si el verdadero valor de la matriz es de seis, y $X = 0$ lo contrario. Deje $Y = 1$ si el valor obtenido de la matriz es de seis, y $Y = 0$ lo contrario. Deje $L = 1$ si el hombre se encuentra, y $L = 0$ lo contrario. Entonces sabemos $\Pr[X = 1] = \frac{1}{6}$, $\Pr[L = 1] = \frac{1}{4}$. También sabemos $$\Pr[Y = 1 \mid X = 1] = \Pr[L = 0] = \frac{3}{4},$$ and $$\Pr[Y = 1 \mid X = 0] = \Pr[Y = 1 \mid (X = 0 \cap L = 1)]\Pr[L = 1] = \frac{1}{5} \cdot \frac{1}{4} = \frac{1}{20},$$ because two things must happen for the man to report a six if no six was rolled: he has to flip two heads (and thus be allowed to lie) with probability $\frac{1}{4}$, and he must randomly and uniformly choose to report six with probability $\frac{1}{5}$. From this, we can now compute $$\begin{align*} \Pr[X = 1 \mid Y = 1] &= \frac{\Pr[Y = 1 \mid X = 1] \Pr[X = 1]}{\Pr[Y = 1]} \\ &= \frac{\Pr[Y = 1 \mid X = 1]\Pr[X = 1]}{\Pr[Y = 1 \mid X = 1]\Pr[X = 1] + \Pr[Y = 1 \mid X = 0]\Pr[X = 0]} \\ &= \frac{\frac{3}{4} \cdot \frac{1}{6}}{\frac{3}{4} \cdot \frac{1}{6} + \frac{1}{20} \cdot \frac{5}{6}} \\ &= \frac{3}{4}. \end{align*}$$ por lo Tanto, la pregunta carece de una crítica importante aclaración: cuando el hombre "mentiras" es la naturaleza de esa mentira de la forma "yo rodé los seis (pero yo no) / Yo no tirar un seis (pero realmente lo hizo)" (esta es la Opción B), o "me di un uno (pero yo realmente no se) / me di la vuelta de dos (pero yo realmente no) / etc". (esta es la Opción a)? La opción que elija afecta el resultado de la probabilidad de cálculo, y puede simular cualquier escenario a tal efecto.

De hecho, hay cualquier cantidad de interpretaciones posibles, porque, en definitiva, lo que influye en la deseada probabilidad condicional es la probabilidad de que el hombre se elige a un informe seis, dado que se ha decidido a mentir después de que, en realidad, no rodar un seis, y esto no está especificado en la pregunta. Ambas opciones ya descritas rendimiento razonable interpretaciones, pero también podemos reconocer como casos especiales de la general de la probabilidad $$\Pr[X = 1 \mid Y = 1] = \frac{3}{3+5p},$$ where $p = \Pr[Y = 1 \mid (X = 0 \cap L = 1)]$. Option A sets $p = 1/5$ (choose uniformly among the other options), and Option B sets $p = 1$ (seleccionar siempre el informe 6).

Por lo tanto, yo respecto a la pregunta de como tener insuficiente información para formular una respuesta concluyente.

4voto

Avraham Puntos 2126

Hay dos situaciones en las que el hombre puede informar de un 6, lo que está diciendo la verdad o está mintiendo. El supuesto clave que parece estar hecho aquí es que el hombre de la veracidad es independiente del valor del dado. Es decir, él es igual de probable que mentira si el dado muestra un seis como si se muestra un tres.

Dicho esto, como se ha publicado anteriormente, este es un ejemplo del Teorema de Bayes. Me voy a cambiar a su nomenclatura un poco.

Deje $S$ la probabilidad de sacar un seis $=\frac{1}{6}$

Deje $\bar{S}$ la probabilidad de no rodar seis $=\frac{5}{6}$

Deje $T$ la probabilidad de que el hombre dice la verdad, independientemente de la situación $=\frac{3}{4}$

Deje $\bar{T}$ la probabilidad de que el hombre no dice la verdad, independientemente de la situación $=\frac{1}{4}$

Deje $M$ la probabilidad de que el hombre dice que no fue un 6. Así que lo que queremos es: $$ P(S|M) = \frac{P(S \cap M)}{P(M)} $$

Que no sé de inmediato $M$, la verdad. Lo que sí sabemos es que el $M$ comprende dos situaciones: la verdad y la falsedad. En otras palabras: $$ P(M) = P(T \cap S) + P(\bar{T} \cap \bar{S}) $$.

También estamos por suerte trabajando bajo la suposición de que el hombre de la prevaricación es independiente de la matriz, por lo que podemos calcular $P(M)$ directamente desde el conocido $P(S)$ y $P(T)$. $P(S \cap M)$ es el caso donde el hombre dice la verdad sobre el rodado seis, que es $\frac{3}{4}\cdot\frac{1}{6}$. $P(\bar{S} \cap \bar{M})$ es el caso donde el hombre se encuentra sobre otra cosa que un laminado de seis, que es $\frac{1}{4}\cdot\frac{5}{6}$. Así que la probabilidad condicional de la que existe un seis, dado que el hombre nos lo dijo, es la probabilidad de que el verdadero caso a través de la probabilidad de todos los posibles casos en donde el hombre dice: 6: $$ \begin{align} P(S|M) &= \frac{P(S \cap M)}{P(M)}\\ &= \frac{\frac{3}{4}\cdot\frac{1}{6}}{\frac{3}{4}\cdot\frac{1}{6} + \frac{1}{4}\cdot\frac{5}{6}}\\ &=\frac{\frac{3}{24}}{\frac{3 + 5}{24}}\\ &=\frac{3}{8} \end{align} $$

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