蒙提霍尔问题(Monty Hall Problem)

蒙提霍尔问题,亦称为蒙特霍问题或三门问题(英文:Monty Hall Problem)[1],是一个源自博弈论的数学游戏问题,大致出自美国的电视游戏节目Let's Make a Deal。问题的名字来自该节目的主持人蒙提·霍尔(Monty Hall)。

Monty_Hall这个游戏的玩法是:参赛者会看见三扇关闭了的门(X、Y、Z),其中一扇的后面有一辆汽车,选中后面有车的那扇门就可以赢得该汽车,而另外两扇门后面则各藏有一只山羊。当参赛者选定了一扇门(例如X),但未去开启它的时候,知道门后情形的节目主持人会开启剩下两扇门的其中一扇(例如Y),露出其中一只山羊。主持人其后会问参赛者是坚持原来的选择(即X)呢,还是换另一扇仍然关上的门(即Z)。那么,哪一个选择赢得汽车的概率更大?

换另一扇门赢得汽车的概率更大,为2/3;而坚持原来的选择赢得汽车的概率为1/3。因此,更好的选择是“换”。

证明如下[2]

令CX、CY、CZ分别代表门X、Y、Z藏有车的事件,令HY代表主持人打开门Y的事件。由于问题假定参赛者刚开始选择了门X,并且主持人后来打开了门Y,则只有当车在门Z时,换门才是一个更好的策[......]

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PyQt安装与一个简单例子

PyQt在Windows+Visual Studio下安装所需文件如下:
  • python-2.7.3.msi (www.python.org/download)
  • sip-4.14.2.zip (www.riverbankcomputing.co.uk/software/sip/download)
  • PyQt-Py2.7-x86-gpl-4.9.6-1.exe (www.riverbankcomputing.co.uk/software/pyqt/download)
安装方法:
  1. 首先安装python2.7.3,假如安装目录为 C:\python27
  2. 编译安装sip,解压sip-4.14.2.zip,假如解压目录为D:\sip-4.14.2,使用命令行cmd中进入sip目录,输入命令:
    C:\python27\python.exe  D:\sip-4.14.2\configure.py
    以上命令用来产生makefile文件。
    然后打开Visual Studio的命令提示窗口,进入sip的目录,输入命令:
    nmake
    nmake inst[......]

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Relationship between math and life

This will be a series of essays, pertaining to some relationship between math and life.

1. Life is a martingale

-- You go up and go up, but suddenly you lose everything.

Today when I was in the Martingale Theory class, the professor wrote a model on the board.

P(Yi=2)=P(Yi=0)=0.5
Xn=Y1×Y2×…×Yn×

This is a submartingale. However, although we have E(Xn) monotonically increasing, Xn converges to zero as surely. Whenever Y takes a zero value, Xn will be zero after[......]

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赌徒破产问题

一个赌徒在每次赌博中以概率p赢一个单位,并以概率q=1-p输一个单位,假设各次赌博都是独立的,赌徒在开始时有a个单位,问他的财富在达到0(即破产)前先达到N的概率是多少[1]

设Pa(a=0,1,…,N)记赌徒在开始时有a个单位而且他的财富最终达到N的概率。通过对初始的一次赌博的结果取条件,我们得到

Pa = pPa+1 + q Pa-1,  a=1,2,…,N-1

由于p+q=1,上式等价地有

pPa + qPa = pPa+1 + q Pa-1

或者

Pa+1 - Pa = (Pa - Pa-1),  a=1,2,…,N-1

由于P0 = 0,我们从上一式得到

P2 - P1 = (P1 - P0) = P1
P3 - P2 = (P2 - P1) = P1

Pa - Pa-1 = (Pa-1[......]

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匹配问题

以下的第一个匹配问题摘自[1]:

问题:假如你有一个装了n个无差别的球的罐子,每个球分别贴了1,2,3,…,n的标签。每次取出一个球直至所有球均取出,那么,至少有1个球的取出顺序与它的标签一致的概率是多少(例如,标签为2的球是第2个取出来的)?

解答 n个球有n!种排列顺序,假设在某一排列中第j个元素代表第j个取出的球。令Pj(j=1,2,…,n)代表某一给定的排列的第j个取出的球的标签为j,并且令Aj代表具有属性Pj的排列的集合。那么,至少有1个球的取出顺序与它的标签一致的排列的数量Ln
$$! \begin{array}{l} {{L}_{n}}=|{{A}_{1}}\cup {{A}_{2}}\cup \cdots \cup {{A}_{n}}| \\ =\sum\limits_{i}{|{{A}_{i}}|}-\sum\limits_{i[......]

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Dice Roll

连续抛掷一枚标准的骰子(即出现6种点数的概率一样,均为1/6)直至点数和超过12。则点数和最有可能是多少?例如,如果点数依次为3、6、1、5,则点数和为15。

一种解法是穷举所有点数系列,看看哪个点数和最有可能。但有另一种更巧妙的方法。假如点数系列之和为14,则最后一次抛骰子的点数不可能是1,否则点数和为13(已经超过12)而终止。对于产生14的所有点数系列,如果最后一次的点数均减少1,则可以产生13(因得到14的最后一次不能是1,所以得到14的最后一次骰子点数只能是2、3、4、5、6,那么若最后一次骰子点数改为1,2,3,4,5,这些点数系列之和就会得到13),因此,出现点数和为13的点数系列至少与出现点数和为14的点数系列一样可能。实际上,13的可能性比14还要多,因为得到13的还能以6结尾(如{3,4,6}等)。以此类推,13比15、16等更有可能,因此,点数和最有可能是13。

题目出处[1]中只说明点数和最有可能是13,但并没有给出这种可能性具体是多少,博主也没想出,留待以后解决。通过Matlab仿真,可以得到概率大概是多少:
[crayon-664afbf[......]

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Facebook World Map

Visulizing Friendships on Facebook

该图的作者Paul Butler当时是Facebook数据基础架构组的实习生,通过可视化图像来展示Facebook上5亿用户的人际关系链。很明显,部分地区是黑色的……

参考:
[1] http://www.kaoshijuan.net/blog/?p=30

[......]

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Relative IPv4 Utilization Observed Using ICMP Ping Requests

IPv4 Utilization[......]

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转载:《狼来了》的概率论解读

伊索寓言《狼来了》可谓家喻户晓。那个说谎的孩子是怎样一步一步丧失村民的信任的呢?借助于贝叶斯公式我们可以给出故事的概率论解读。

记A为事件“这个小孩说谎”,B为事件“这个小孩被认为可信”;再不妨设可信的孩子说谎的可能性为0.1,不可信的孩子说谎的可能性为0.5,即


原来,村民们对这个小孩的印象是


村民们第一次听到呼救,急忙上山打狼,却发现狼没有来,小孩说了谎(事件A发生了)。根据这个已知信息,村民们修正了对小孩可信程度的印象,由(\ref{F1})(\ref{F2})两式及贝叶斯公式可得

!......]

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浦丰投针问题(Buffon’s Needle Problem)

浦丰投针问题(Buffon’s Needle Problem)是几何概率的经典问题之一,由George-Louis Leclerc和Comte de Buffon于1777年提出——平面上画有等距离为D(D>0)的无限多条平行线,向此平面投掷一根长度为L(L≤D)的针,则该针与任一平行线相交的概率Pcut为:


重复进行投掷的试验,记下试验总次数Nd和针与平行线相交的次数Nc,则利用以上公式可以近似求得圆周率π:


上式是π的有偏估计量。
buffon needle problem
考虑D≥L的情况,如上图所示,当针与垂直线的夹角为θ时,针投影在水平线上的长度为Lsin(θ),且由于针头处在两平行线中任意位置是等概率的,所以针以夹角θ与左平行线相交的概率为Pcut(θ)=Lsin(θ)/D,针与垂直线成夹角θ的概率为dθ/π,因此,随机投掷的针与平行线相交的概率为:
$$!\begin{equation[......]

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