Орлы
От: Cruelty  
Дата: 06.06.05 13:00
Оценка: 12 (3)
Такая задачка:
Подбрасывается правильная монетка, пока 2 раза подряд не выпадет орел. Какое математическое ожидание числа необходимых подбрасываний?
Re: Орлы
От: tinytjan  
Дата: 06.06.05 13:23
Оценка: 8 (2)
Здравствуйте, Cruelty, Вы писали:

C>Такая задачка:

C>Подбрасывается правильная монетка, пока 2 раза подряд не выпадет орел. Какое математическое ожидание числа необходимых подбрасываний?

Мдя...
Короче получается что-то типа такого:
1          1          1            1                 1
-*F(0)*2 + -*F(1)*3 + - *F(2)*4 +  -*F(3)*5 + ... +  -  *F(n-2)*n 
4          8          16           32               2^n

Где F(x) — функция Фибоначчи (F(0) = 1, F(1) = 1, F(2) = 2, F(3) = 3, F(4) = 5 ...)
Короче надо найти предел этого ряда при n --> в бесконечность.
Мне, признаться, слабо...
Могу только приблизительно...
Re[2]: Орлы
От: Cruelty  
Дата: 06.06.05 13:29
Оценка:
Здравствуйте, tinytjan,
23 минуты с времени поста! Скорость ответа поражает!
Я только текст ответа дольше бы набирал.
Re[3]: Орлы
От: tinytjan  
Дата: 06.06.05 13:38
Оценка:
Здравствуйте, Cruelty, Вы писали:

C>Здравствуйте, tinytjan,

C>23 минуты с времени поста! Скорость ответа поражает!
C>Я только текст ответа дольше бы набирал.

Если бы в условии требовалось доказательство, то пост появился бы не раньше чем завтра
Потому что честно говоря как получить строго формулу энного члена я не знаю
Re[2]: Орлы
От: Тигра Беларусь  
Дата: 06.06.05 13:45
Оценка:
Здравствуйте, tinytjan, Вы писали:

T>Короче получается что-то типа такого:

T>
T>1          1          1            1                 1
T>-*F(0)*2 + -*F(1)*3 + - *F(2)*4 +  -*F(3)*5 + ... +  -  *F(n-2)*n 
T>4          8          16           32               2^n
T>

T>Где F(x) — функция Фибоначчи (F(0) = 1, F(1) = 1, F(2) = 2, F(3) = 3, F(4) = 5 ...)
T>Короче надо найти предел этого ряда при n --> в бесконечность.

Можно подробнее?

Пусть p = вероятность "орла" (1-p = "решка")

У меня получается такая вот сумма:
SUM(2;+inf) { n * p^2 * (1-p)^(n-2) }


после подстановки: 2/4 + 3/8 + 4/16 + 5/32 + ... n/(2^n).
Откуда появились числа ряда Фибоначчи?
Re[2]: Орлы
От: _DAle_ Беларусь  
Дата: 06.06.05 13:48
Оценка:
Здравствуйте, tinytjan, Вы писали:

T>Здравствуйте, Cruelty, Вы писали:


C>>Такая задачка:

C>>Подбрасывается правильная монетка, пока 2 раза подряд не выпадет орел. Какое математическое ожидание числа необходимых подбрасываний?

T>Мдя...

T>Короче получается что-то типа такого:
T>
T>1          1          1            1                 1
T>-*F(0)*2 + -*F(1)*3 + - *F(2)*4 +  -*F(3)*5 + ... +  -  *F(n-2)*n 
T>4          8          16           32               2^n
T>

T>Где F(x) — функция Фибоначчи (F(0) = 1, F(1) = 1, F(2) = 2, F(3) = 3, F(4) = 5 ...)
T>Короче надо найти предел этого ряда при n --> в бесконечность.
T>Мне, признаться, слабо...
T>Могу только приблизительно...

Хм, а у меня получилось СУММ(n*(n-1)/2^n). Откуда числа Фибоначчи? Что-то я упустил...
... << RSDN@Home 1.1.4 beta 7 rev. 447>>
Re[4]: Орлы
От: Cruelty  
Дата: 06.06.05 13:54
Оценка:
Здравствуйте, tinytjan, Вы писали:

T>Если бы в условии требовалось доказательство, то пост появился бы не раньше чем завтра

T>Потому что честно говоря как получить строго формулу энного члена я не знаю

Я на все доказательство наверное минут 40 потратил в спокойной обстановке, а ето задача из телефонного интервью. Звери.
Re: Орлы
От: adontz Грузия http://adontz.wordpress.com/
Дата: 06.06.05 13:56
Оценка: 36 (6)
Здравствуйте, Cruelty, Вы писали:

C>Подбрасывается правильная монетка, пока 2 раза подряд не выпадет орел. Какое математическое ожидание числа необходимых подбрасываний?


Я уже подзабыл терминологию, но предположу что спрашивалось "сколько в среднем раз надо подбросить монетку, что дождаться пока выпадет подряд два орла"


С вероятностью 0 они выпадут на 1м подбрасывании
С вероятностью 1/4 они выпадут на 2м подбрасывании
С вероятностью 1/8 они выпадут на 3м подбрасывании
С вероятностью 2/16 они выпадут на 4м подбрасывании
С вероятностью 3/32 они выпадут на 5м подбрасывании
С вероятностью 5/64 они выпадут на 6м подбрасывании
С вероятностью 8/128 они выпадут на 7м подбрасывании

В числителе числа фибоначчи в знаменателе степени двойки.
Считаем на калькуляторе Visual Studio .Net 2003
double f1 = 0;
double f2 = 1;
double f3 = f1 + f2;
double d = 2;
double s = 0;
for (double index = 2.0; index < 1000.0; index += 1.0)
{
    f3 = f1 + f2;
    f1 = f2;
    f2 = f3;
    d *= 2;
    s += index*f1/d;
}

и получаем 6

Ответ — 6
A journey of a thousand miles must begin with a single step © Lau Tsu
Re[2]: Орлы
От: adontz Грузия http://adontz.wordpress.com/
Дата: 06.06.05 13:57
Оценка: :)
Здравствуйте, adontz, Вы писали:

Чёрт сколько напостили пока рисовал
A journey of a thousand miles must begin with a single step © Lau Tsu
Re[3]: Орлы
От: _DAle_ Беларусь  
Дата: 06.06.05 14:00
Оценка:
Здравствуйте, _DAle_, Вы писали:


_DA>Хм, а у меня получилось СУММ(n*(n-1)/2^n). Откуда числа Фибоначчи? Что-то я упустил...


Сорри, отбой, решил не ту задачу
... << RSDN@Home 1.1.4 beta 7 rev. 447>>
Re[2]: Орлы
От: hemmul США  
Дата: 06.06.05 14:01
Оценка:
Здравствуйте, adontz, Вы писали:

A>




P.S. однако занятно, что при N->oo вероятность оказывается не стремится к 1...

vox clamantis in deserto
Re[3]: Орлы
От: Cruelty  
Дата: 06.06.05 14:04
Оценка:
Здравствуйте, adontz, Вы писали:

A>Здравствуйте, adontz, Вы писали:


A>Чёрт сколько напостили пока рисовал


Я сам до сих пор не знаю как получить ответ 6 без программки, а именно ето и требовалось сказать по телефону
Re[3]: Орлы
От: _DAle_ Беларусь  
Дата: 06.06.05 14:06
Оценка:
Здравствуйте, hemmul, Вы писали:

H>Здравствуйте, adontz, Вы писали:


A>>


H>


H>P.S. однако занятно, что при N->oo вероятность оказывается не стремится к 1...


Вероятность того, что к n-ому шагу уже выпадет два подряд орла, стремится к 1.
... << RSDN@Home 1.1.4 beta 7 rev. 447>>
Re[4]: Орлы
От: hemmul США  
Дата: 06.06.05 14:11
Оценка:
Здравствуйте, _DAle_, Вы писали:

H>>P.S. однако занятно, что при N->oo вероятность оказывается не стремится к 1...


_DA>Вероятность того, что к n-ому шагу уже выпадет два подряд орла, стремится к 1.


скорее так:

Вероятность того, что к n-ому шагу уже выпадет по крайней мере два подряд орла, стремится к 1.


vox clamantis in deserto
Re[4]: Орлы
От: adontz Грузия http://adontz.wordpress.com/
Дата: 06.06.05 14:20
Оценка:
Здравствуйте, Cruelty, Вы писали:

C>Я сам до сих пор не знаю как получить ответ 6 без программки, а именно ето и требовалось сказать по телефону


Можно воспользоваться тем, что отношение соседниех фисел фибоначчи стремиться к числу

фи = (1+sqrt(5))/2 ~= 1,618..., решение уравнения 1/x = x-1
A journey of a thousand miles must begin with a single step © Lau Tsu
Re[4]: Орлы
От: _DAle_ Беларусь  
Дата: 06.06.05 14:25
Оценка: 1 (1)
Здравствуйте, tinytjan, Вы писали:

T>Здравствуйте, Cruelty, Вы писали:


C>>Здравствуйте, tinytjan,

C>>23 минуты с времени поста! Скорость ответа поражает!
C>>Я только текст ответа дольше бы набирал.

T>Если бы в условии требовалось доказательство, то пост появился бы не раньше чем завтра

T>Потому что честно говоря как получить строго формулу энного члена я не знаю

Доказательство примерно следующее.

Мат ожидание = СУММА(n * P(n)/2^n), где P(n) — количество 0-1 векторов длины n, в которых последние два бита единицы, и не существует собственного префикса этого вектора, содержащего две подряд идущие единицы.

Обозначим
Pi(j) — количество векторов длины i, в которых нет двух подряд идущих единиц, заканчивающиеся на бит j. Тогда
Pi(0) = Pi-1(0)+Pi-1(1)
Pi(1) = Pi-1(0) =>
Pi(0) = Pi-1(0)+Pi-2(0) (числа Фибоначчи)
Pi(1) = Pi-2(0)+Pi-3(0)

P(i) = Pi-1(1) — добавляем единицы ко всем этим векторам.
... << RSDN@Home 1.1.4 beta 7 rev. 447>>
Re[4]: Орлы
От: Константин Россия  
Дата: 06.06.05 14:28
Оценка: +1
Здравствуйте, Cruelty, Вы писали:

C>Я сам до сих пор не знаю как получить ответ 6 без программки, а именно ето и требовалось сказать по телефону


Похоже задачу свели к сумме ряда Sum(n>=2, n*F(n-2)/2^n)

Вот как считается сумма похожего ряда (только попроще).
S=Sum(n>=0,F(n)/2^n)
S=1+1/2+Sum(n>=2,(F(n-1)+F(n-2))/2^n)=3/2+1/2*Sum(n>=1,F(n)/2^n)+1/4*Sum(n>=0,F(n)/2^n)=3/2+1/2*(S-1)+1/4*S
1/4*S=1
S=4

Здесь можно сделать тоже самое, только будет это раза в 3 подлинее

P.S. а всё таки как-то некрасиво с рядом, может можно как-нибудь ещё?
Re[5]: Орлы
От: Константин Россия  
Дата: 06.06.05 14:41
Оценка:
Здравствуйте, Константин, Вы писали:

К>Здравствуйте, Cruelty, Вы писали:


C>>Я сам до сих пор не знаю как получить ответ 6 без программки, а именно ето и требовалось сказать по телефону


К>Похоже задачу свели к сумме ряда Sum(n>=2, n*F(n-2)/2^n)


К>Вот как считается сумма похожего ряда (только попроще).

К>S=Sum(n>=0,F(n)/2^n)
К>S=1+1/2+Sum(n>=2,(F(n-1)+F(n-2))/2^n)=3/2+1/2*Sum(n>=1,F(n)/2^n)+1/4*Sum(n>=0,F(n)/2^n)=3/2+1/2*(S-1)+1/4*S
К>1/4*S=1
К>S=4

К>Здесь можно сделать тоже самое, только будет это раза в 3 подлинее


К>P.S. а всё таки как-то некрасиво с рядом, может можно как-нибудь ещё?


Sum(n>=0,F(n)/2^n)=4
Посчитал аналогично
S=Sum(n>=0,n*F(n)/2^n)=16
S=1/2+1/4*Sum(n>=0,F(n)*(n+2)/2^n)+1/2*Sum(n>=0,F(n)*(n+1)/2^n)=1/2+1/4*(8+S)+1/2*(4-1+S)=4+3/4*S
S=16
Тогда
Sum(n>=2, n*F(n-2)/2^n)=1/2*Sum(n>=0,F(n)/2^n)+1/4*Sum(n>=0,n*F(n)/2^n)=1/2*4+1/4*16=6, что и требовалось
Re: Орлы
От: Slime  
Дата: 06.06.05 15:38
Оценка: -1
Здравствуйте, Cruelty, Вы писали:

C>Такая задачка:

C>Подбрасывается правильная монетка, пока 2 раза подряд не выпадет орел. Какое математическое ожидание числа необходимых подбрасываний?

Матожидание двух подряд выпавших орлов(00) равно матожиданию двух решек(11), а также равно матожиданию орел-решка(01) и матожиданию решка-орел(10).

Совершив N+1 подбасывание мы получим N пар: пусть результатом подбрасываний является последовательность abcdef парами будут — ab,bc,cd,de,ef. Каждая из этих пар с равной вероятностью принимает значение и множества {00,01,10,11}. Это значит, что в среднем, из четырех подряд идущих пар, одна будет равна 11. То есть N=4, отсюда следует, что матожидание числа подбрасываний равно 5.
Я бы в спамеры пошел — пусть меня научат...
Re[2]: Орлы
От: adontz Грузия http://adontz.wordpress.com/
Дата: 06.06.05 15:47
Оценка: :)
Здравствуйте, Slime, Вы писали:

S>Каждая из этих пар с равной вероятностью принимает значение и множества {00,01,10,11}. Это значит, что в среднем, из четырех подряд идущих пар, одна будет равна 11.


Так, идём и читаем про цепи Маркова, потом возвращаемся и сами себе ставим минус
A journey of a thousand miles must begin with a single step © Lau Tsu
Подождите ...
Wait...
Пока на собственное сообщение не было ответов, его можно удалить.