甄姬洛神后闪电判定是否更容易命中?

你的解法确实有问题,问题是在不该求期望的时候求了期望。具体来说,假设洛神判定一共成功了Y张黑牌,其中Z张牌为闪电判定牌,那么之后经过一张红牌判定失败后,下一张判定闪电成功的条件概率(已知Y,Z)是

\frac{m-Z}{n+m-1-Y} ,

所以判定命中的概率是条件概率的期望,也就是

E\left(\frac{m-Z}{n+m-1-Y}\right) .

而你给出的是

\frac{m-E(Z)}{n+m-1-E(Y)}

直观上想,你的做法求的概率是,假设我们有大量同样配置(即红牌、黑牌和闪电判定牌数量相同)的独立牌堆,对每堆牌作洛神判定,然后把所有牌堆的所有剩下的牌放在一起,从中抽出一张作闪电判定,判定成功的概率。与我们希望得到的概率相比,这种取闪电判定牌的方法是,在所有牌堆所有剩下的牌混在一起之后,每张剩余的牌取到的概率是相同的,此概率与某一次牌堆剩余几张牌无关。而实际上,如果某一次洛神判定成功越多,牌堆剩余张数就越少,所以每张牌被取到的概率会变大。而这恰恰是闪电判定成功(条件)概率较小的情况。所以和你的计算相比,实际判定成功的期望会小一些。


呃 经题主提醒,发现光说错误了,没说该怎么做。。。

首先最直接的方法:已经知道要算 E\left(\frac{m-Z}{n+m-1-Y}\right) 了,那就算呗。通过先求对Y的条件期望还可以简化一下,因为 E(Z|Y)=\frac{x}{m}Y 是显然的。所以有

E\left(\frac{m-Z}{n+m-1-Y}\right)=E\left(E\left(\frac{m-Z}{n+m-1-Y}\right)|Y\right)=E\left(\frac{m-xY/m}{n+m-1-Y}\right) .

然后算Y的分布,按部就班求期望,总是可以算出来的。


然而还有一种更巧妙一些的方法。一共有三种牌:黑色-闪电判定牌,黑色-非闪电判定牌,和红色牌。为了更方便描述和理解,把这个问题用概率论经典语言--抓球重新描述一遍:现在有n个红球,x个黄球和m-x个黑球排成一列。问第一个红球后面跟着的是一个黄球的概率。

首先,我们把列尾和列头接起来,这样这一列球就变成了一圈球。同时由对称性,"第一个红球"也就变成了这圈球中的任意红球。一个任意红球的下一个球(比如取顺时针定向)是黄球的概率就是从除去这个红球剩下的所有m+n-1个球里取一个黄球的概率,因此是x/(m+n-1)。

然而这并不是最后的答案,因为"第一个红球"和任意红球其实还有一个微小的差别:在没有把列头和列尾接到一起的时候,列尾的红球是没有"下一个球"的,而当我们考虑圆圈的时候,列尾的下一个球就回到了列头。所以我们的计算只在选出的那个红球不恰好在列尾时成立。这个事件发生的概率为m+n-1/m+n,并且与刚才算的那个事件(任取一红球在圆圈上的下一个球是黄球)独立。(独立性可以这么想:我们先在圆圈上排列好所有的球,选好红球,然后再随机切一刀把圆圈切成一列,那么这一刀切在哪里和球的排列是完全无关的。)

因此最后的答案是这两个概率的乘积: \frac{x}{m+n-1}\frac{m+n-1}{m+n}=\frac{x}{m+n} . 甄姬的洛神判定不影响闪电判定的概率。

结果是如此简单,所以我怀疑还有更好的解释方式。期待大牛出现。


更新一下。阿朱在评论区指出,上面的分析没有涉及到牌堆抽完重新洗牌的情况。题主已经考虑这一问题,并限定情况为红牌数至少为2,所以这种情况不会发生。然而看一看这种情况究竟会怎么样还是挺有意思的。具体来讲"第一张红牌后面是一张闪电判定牌"这个描述已经假设了两件事情: 1. "第一张红牌"存在;2. "第一张红牌后面的牌"存在。在实际中,大部分情况下这两点是有保证的,然而不排除以下两种情况:

  1. "第一张红牌"不存在:牌堆中剩余的牌均为黑牌。此时不洛神直接判定闪电成功的概率是"牌堆中的闪电判定牌数/牌堆总牌数",全部洛神之后重新洗牌,继续洛神直到出现红牌,然后判定闪电,成功的概率是"新牌堆中的闪电判定牌数/新牌堆总牌数"。所以哪个高完全取决于新旧两个牌堆的比较(废话)。
  2. 牌堆中只有一张红牌。这时候有一定的概率这张红牌是牌堆的最后一张。此时洛神结束,重新洗牌,闪电判定牌为新牌堆第一张。在上面的分析中,这种情况是被算成闪电未中的,因为"第一张红牌后面是一张闪电判定牌"命题不成立。算上新牌堆之后,如果新牌堆至少有一张闪电判定牌,那么和上面的分析比,就多了一个非0的闪电判定的成功的概率。这样合在一起,牌堆只有一张红牌的情况下,洛神后中闪电的概率会稍有增大。

顺便说一下,这道题还有一个用停时定理的做法,然而需要的准备知识比较多。学过随机过程鞅论里面的停时定理的,可以想一想怎么做。



来源:知乎 www.zhihu.com
作者:Yves S

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