Trials Until First Success

On the average, how many times must a die be thrown until one gets a 6?

这是《Fifty Challenging Problems in Probability with Solutions》书中的第4个题目[1],书中给出了两种解法。

方法一:

设p为在一次掷骰子中得到6的概率(很明显,p=1/6),令q=1-p。则首次掷到6的概率分布为:

[......]

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次数 概率
1 p

正则链(Regular Markov Chains)

一个具有n个状态的马尔可夫链如果存在正整数N,使从任意状态i经过N次转移都能以大于零的概率到达状态j(i,j=1,2,...n),则称此马氏链为正则链(Regular Markov Chains)[1]

正则链的判断方法:对于概率矩阵P,若其某幂次方Pm的所有元素皆为正数,则矩阵P称为正规概率矩阵,此时马氏链称为正则链,或者称马氏链具有遍历性(Ergodicity)[2]

一个具有遍历性的马尔可夫链经过相当长的时间后,它处于各个状态的概率趋于稳定,且概率稳定值与初始状态无关。在工程技术中,当马尔可夫链的极限概率分布存在时,它的遍历性表示一个系统经过相当长时间后趋于平衡状态,这时[......]

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吸收马尔可夫链

在马尔可夫链中,称Pij=1的状态为吸收状态。如果一个马尔可夫链中至少包含一个吸收状态,并且从每一个非吸收状态出发,都可以到达某个吸收状态,那么这个马尔可夫链称为吸收马尔可夫链(Absorbing Markov Chains)[1]

在上图的醉汉游走模型中,当醉汉处于位置1、2或者3时,他将会以等概率(1/2)向左或者向右走,他一直走,直到他到达位置0(他的家)或者位置4(酒吧)才停止游走。这模型的转移矩阵为:

Drunkard's Walk转移矩阵

含有r个吸收状态和t个非吸收状态的吸收链,其转移矩阵的标准形式为:

DW转移矩阵标准形式

其中,I是一个r×r的单位矩阵,0是一个r×t的零矩阵,R是一个t×r的[......]

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What does randomness look like?(随机是个什么玩意儿?)

V-1_cutaway

1944年6月13日,诺曼底登陆后的一个星期,一阵嗡嗡声呼啸着划破饱受战火的伦敦上空,这种响声来自当时德国发明的战争武器——V-1飞行炸弹。作为巡航导弹的前身,V-1是一种自我推进、由陀螺仪导航、通过简单脉冲式喷气发动机以每秒50次的频率吸进空气点燃燃料提供动力的飞行炸弹。由于高频率的喷气使得这种炸弹发出独特的声音,因此它有了一个绰号:“嗡嗡炸弹(buzzbombs)”。

从1944年的6月到10月,德国从法国海岸和荷兰总共发射了9521枚这种嗡嗡炸弹,其中有2419枚击中了伦敦的目标。英国人担忧这种无人驾驶战机的精确性。它们只是随机地飞过城市,还是会击中既定的目标?德国人真的发[......]

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马尔可夫链

马尔可夫链(Markov Chains)[1]是具有马尔可夫性质的离散时间随机过程。该过程在给定当前知识或信息的情况下,只有当前的状态用来预测将来,过去(即当前以前的历史状态)对于预测将来(即当前以后的未来状态)是无关的,即t+1时刻系统状态的概率分布只与t时刻的状态有关,与t时刻以前的状态无关。在马尔可夫链的每一步,系统根据概率分布,可以从一个状态转移到另一个状态,也可以保持当前状态。

设马尔可夫链从状态Pi转移到Pj的转移概率为pij,则有一步转移概率矩阵:
$$! \begin{equation} P=P(1)=\left[ \begin{matrix} {{p}_{11}} &[......]

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随机化回答—敏感性问题调查方法

当在调查时涉及敏感问题,如对被调查者询问其是否试过盗窃、发生过性行为等,采用直接发问方式时,被调查者一般否定回答或者拒绝回答。针对敏感性问题的调查方法,S.L.Warner于1965年提出随机化回答技术[1],具体操作如下:

假设需要调查试过盗窃的人数比例,则准备如下两个问题:
●问题A:你曾经试过盗窃?
●问题B:你没有试过盗窃?
设计一种手段,让被调查者能以概率PA的比例回答问题A,例如,设计一个划分为两个扇形的圆盘,在扇形上分别写上A和B,圆盘上有一指针,被调查者在调查人员不知情的情况下转动指针,若指针停在A扇形位置,则回答问题A,反之亦然;又如,被调查者在调查者员看不到的情[......]

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