6 votos

Puzzle de probabilidad - 3 cañones

(Disculpas si este es un mal lugar para preguntar algo así, pero no entiendo cómo para llegar a una solución de este rompecabezas de la matemáticas).

Tres cañones están luchando entre sí.

Cañón de Una hits 1/2 de tiempo. Cañón B hits 1/3 del tiempo. Cannon C hits 1/6 del tiempo.

Cada uno de los fuegos de cañón en la actual "mejores" cañón. Por lo tanto, B y C se empiezan a disparar a Una, mientras se dispara en el B, la siguiente mejor. Los cañones se mueren cuando se recibe un golpe.

Que el cañón tiene la mayor probabilidad de supervivencia? Por qué?

Aclaración: B y C se empiezan a disparar a la A.

6voto

DiGi Puntos 1925

El problema puede ser hecho mediante el cálculo simple.

Inicialmente nadie se toma en C, así que en algún punto a o B se verán afectados. En ese momento, ya sea a y C sobrevivir, B y C sobrevivir, o C solo sobrevive (si a y B son afectados simultáneamente).

  1. A y C sobrevivir. Esto ocurre cuando Una hits B antes de B o C hits A. La probabilidad de que los tres faltar en cualquier curva es $\frac12\cdot\frac23\cdot\frac56=\frac5{18}$, y la probabilidad de que Un éxitos y los otros dos faltar en cualquier curva también es $\frac12\cdot\frac23\cdot\frac56=\frac5{18}$, por lo que este evento se produce en el turn $n$ con una probabilidad de $\left(\frac5{18}\right)^n$. La probabilidad de que se produce es, por tanto, $$\sum_{n\ge 1}\left(\frac5{18}\right)^n=\frac{\frac5{18}}{1-\frac5{18}}=\frac5{13}\;.$$

  2. B y C sobrevivir. Esto ocurre cuando B o C hits antes de éxitos B. Como antes, la probabilidad de que los tres faltar en cualquier curva es $\frac12\cdot\frac23\cdot\frac56=\frac5{18}$. La probabilidad de que ni B ni C hits en una curva es $\frac23\cdot\frac56=\frac59$, por lo que la probabilidad de que Una falla y al menos uno de B y C hits es $\frac12\left(1-\frac59\right)=\frac29$. Este evento por lo tanto se produce en el turn $n$ con una probabilidad de $$\left(\frac5{18}\right)^{n-1}\left(\frac29\right)\;,$$ and the probability that it occurs at all is $$\frac29\sum_{n\ge 1}\left(\frac5{18}\right)^{n-1}=\frac29\sum_{n\ge 0}\left(\frac5{18}\right)^n=\frac{\frac29}{1-\frac5{18}}=\frac4{13}\;.$$

  3. C solo sobrevive. Esto ocurre cuando Una hits B y, en el mismo turno, B o C hits A. Puesto que la probabilidad de que Un éxitos de la $n$ a su vez es la misma que la probabilidad de que Una falla, el cálculo para este caso es idéntica a la del caso anterior, y en este caso, por tanto, se produce con una probabilidad de $\frac4{13}$. (Como alternativa, por supuesto, uno puede simplemente tenga en cuenta que la probabilidad debe ser $1-\frac5{13}-\frac4{13}=\frac4{13}$.)

Ahora, considere el resultado de caso (1). En este punto, a y C están disparando unos a otros. La probabilidad de que ambas faltar en cualquier curva es $\frac12\cdot\frac56=\frac5{12}$, y la probabilidad de que Una hits y C se pierde en cualquier curva es la misma, por lo que se convierte en el único sobreviviente en el turn $n$ con una probabilidad de $\left(\frac5{12}\right)^n$. Debe la batalla alcanzar este caso, entonces, la probabilidad de que Una es el único sobreviviente es

$$\sum_{n\ge 1}\left(\frac5{12}\right)^n=\frac{\frac5{12}}{1-\frac5{12}}=\frac57\;.$$

La probabilidad de que Una falla y C hits en cualquier curva es $\frac12\cdot\frac16=\frac1{12}$, por lo que la probabilidad de que C se convierte en el único superviviente en el turn $n$$\left(\frac5{12}\right)^{n-1}\left(\frac1{12}\right)$, y la probabilidad general de que C se convierte en el único superviviente, dado que la batalla alcanza este caso, es

$$\frac1{12}\sum_{n\ge 1}\left(\frac5{12}\right)^{n-1}=\frac1{12}\sum_{n\ge 0}\left(\frac5{12}\right)^n=\frac{\frac1{12}}{1-\frac5{12}}=\frac17\;.$$

Finalmente, una vez que este caso se alcanza hay una probabilidad de $1-\frac57-\frac17=\frac17$ que a y C se matan los unos a los otros, sin dejar sobrevivientes.

El análisis para el caso de (2) es totalmente similar. La probabilidad de que B es el único sobreviviente es

$$\left(\frac13\cdot\frac56\right)\sum_{n\ge 1}\left(\frac23\cdot\frac56\right)^{n-1}=\frac{\frac5{18}}{1-\frac59}=\frac58\;,$$

la probabilidad de que C es el único sobreviviente es

$$\left(\frac23\cdot\frac16\right)\sum_{n\ge 1}\left(\frac23\cdot\frac56\right)^{n-1}=\frac{\frac19}{1-\frac59}=\frac14\;,$$

y la probabilidad de que no hay sobrevivientes es $1-\frac58-\frac14=\frac18$.

El total de las probabilidades de supervivencia son, por tanto,

$$\begin{align*} &\text{A:}\quad\frac5{13}\cdot\frac57=\frac{25}{91}\\\\ &\text{B:}\quad\frac4{13}\cdot\frac58=\frac5{26}\\\\ &\text{C:}\quad\frac5{13}\cdot\frac17+\frac4{13}\cdot\frac14+\frac4{13}=\frac{40}{91}\;. \end{align*}$$

Como una comprobación rápida, la falta de la $\frac{17}{182}$ debe ser la probabilidad de que ninguno de ellos sobrevive, ya que este es

$$\frac5{13}\cdot\frac17+\frac4{13}\cdot\frac18\;,$$

que es, de hecho,$\frac{17}{182}$.

2voto

Ya Basha Puntos 130

Supongo que todas las bolas de fuego simultáneamente. La probabilidad de los distintos resultados de la primera volea son como entonces de la siguiente manera (voy a mantener mi eighteenths unsimplified para simplificar):

1) $A$ hit: $\frac{1}{3} + \frac{1}{6} - \frac{1}{18} = \frac{8}{18}$

2) $B$ hit: $\frac{1}{2}$.

Y estos dos son independientes, por lo que tenemos las siguientes probabilidades para que los muertos antes de la ronda 2:

1) $A$ y $B$: $\frac{4}{18}$

2) $B$: $\frac{5}{18}$

3) Sólo $A$: $\frac{4}{18}$

4) Ninguno (de nuevo al cuadrado uno): $\frac{5}{18}$.

Esto significa que después de la primera volea donde alguien murió, es igual de probable que sólo $A$ murió como es que tanto $A$ $B$ murió, por lo $C$ sin duda tiene las mejores probabilidades de $B$ (desde $C$ tiene alguna probabilidad de ganar un duelo entre los dos). Por tanto, necesitamos mirar a $A$'s probabilidades de supervivencia, dado que $B$ acaba de morir.

En $4$ $9$ de los casos, $A$ le han muerto en el mismo volea que mató a $B$, lo $C$ es coronado como el ganador. En $5$$9$, un duelo rompe. Ahora podemos analizar las probabilidades de los resultados de una sola de voleibol de la misma manera como antes:

1) $C$ muere con una probabilidad de $\frac{1}{2}$

2) $A$ muere con una probabilidad de $\frac{1}{6}$

Esto ofrece las siguientes cuotas para el resultado:

1) Que ambos mueren: $\frac{1}{12}$

2) ambos sobrevivir: $\frac{5}{12}$

3) Sólo se $A$ sobrevive: $\frac{5}{12}$

4) Sólo $C$ sobrevive: $\frac{1}{12}$

Por lo tanto, si $B$ (entre) el primero en morir (que tiene probabilidad de $\frac{9}{13}$), la probabilidad es $\frac{4}{9}$ que $A$ también fue asesinado, y $\frac{5}{9}$ que tenemos un duelo entre el$A$$C$. En este duelo, $A$ $\frac{5}{7}$ oportunidad de salir en la parte superior, y $\frac{1}{7}$ oportunidad de salir en la parte inferior. Con todo, este le da las posibilidades de supervivencia de $\frac{9}{13}\cdot\frac{5}{9}\cdot \frac{5}{7} = \frac{25}{91}$$A$. Para $C$, no es el $\frac{4}{13} = \frac{28}{91}$ probabilidad de ganar sin ningún tipo de duelos, además de la $\frac{5}{91}$ para ganar el duelo contra $A$, y al igual, $\frac{1}{13} = \frac{7}{91}$ para ganar duelos contra $B$, y se ve claramente que es más a menudo el ganador aquí.

0voto

alicia Puntos 11

Una tiene la mayor probabilidad de supervivencia.

Tener en cuenta los tres escenarios posibles para la primera ronda:

En el primer juicio, definen $a$ como la probabilidad de que Una se cae, $b$ es la probabilidad de que B se cae, y $c$ es la probabilidad de que C es eliminado.

Ya que B y C están disparando en Una, la probabilidad de conseguir golpeado a cabo es: $$a=\frac{1}{3}+\frac{1}{6}=\frac{1}{2}$$

Sólo Una es la cocción a B, por lo que la probabilidad de B obtención de noqueado es: $$b=\frac{1}{2}$$

Nadie está disparando en C, por lo que no hay ninguna posibilidad de C, siendo eliminado en la primera ronda: $$c=0$$

La probabilidad de que a o B, siendo noqueado primera es, por tanto, aún.


Ahora en la segunda ronda, hay una de dos posibilidades: a y C están a la izquierda para el duelo, o bien, B y C son de izquierda a duelo.

Entre la a y la C, la probabilidad de que Un derrotar a C es $\frac{\frac{1}{2}}{\frac{1}{2}+\frac{1}{6}}=0.75$, y la probabilidad de C derrotar a Un es $0.25$.

Entre B y C, la probabilidad de B derrotar a C es $\frac{\frac{1}{3}}{\frac{1}{3}+\frac{1}{6}}=\frac{2}{3}$, y la probabilidad de C derrotar a B es $\frac{1}{3}$.


Por último, evaluar el total de la probabilidad de victoria para cada cañón, utilizando la regla del producto:

Probabilidad de ganar: $0.75*0.5=0.375$

La probabilidad de B ganadora: $\frac{2}{3}*0.5=\frac{1}{3}$

La probabilidad de C ganadora: $0.25*0.5+\frac{1}{3}*0.5\approx0.2917$

Tan cerca, pero Una tiene la mayor oportunidad de survivial.

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