什么是圣彼得堡悖論?
你在俄羅斯圣彼得堡的街道上,一位老人提出以下游戲。他翻轉(zhuǎn)一枚硬幣(如果你不相信他是公平的硬幣,他將借用你的一枚)。如果它落下尾巴,那么你就會失敗,游戲就結(jié)束了。如果硬幣低落,那么你贏得一個盧布并且游戲繼續(xù)。硬幣再次被投擲。如果是尾巴,那么游戲結(jié)束。如果是頭,那么你再贏得兩個盧布。游戲繼續(xù)以這種方式。對于每一個連續(xù)的頭部,我們將前一輪的得分加倍,但是在第一個尾部的標志處,游戲就完成了。
你會花多少錢來玩這個游戲?當(dāng)我們考慮這個游戲的預(yù)期價值時,無論成本是多少,你都應(yīng)該抓住這個機會。但是,從上面的描述來看,你可能不愿意付出太多錢。畢竟,沒有任何獲勝的可能性為50%。這就是所謂的圣彼得堡悖論,由于1738年出版的丹尼爾·伯努利(Daniel Bernoulli)對圣彼得堡帝國科學(xué)院的評論而得名。
Some probability
讓's從計算與此游戲相關(guān)的概率開始。公平硬幣產(chǎn)生的概率是1/2。每個硬幣折騰都是一個獨立的事件,因此我們可能使用樹形圖來乘以概率。
- 連續(xù)兩個頭的概率為(1/2)x(1/2)1/4。三個頭連續(xù)的概率為(1/2)x(1/2)x(1/2)1/8。為了表示連續(xù)25個n 26個頭的概率,其中27個n 28是一個正整數(shù),我們用指數(shù)寫1/2 29 30 n 31 32。33
一些付款
現(xiàn)在讓我們繼續(xù)前進,看看我們是否可以概括每輪中的風(fēng)選。
- 如果你在第一輪有頭,你會在那一輪中贏得一個盧布。
- 如果第二輪有頭在那一輪中心理健康知識手抄報內(nèi)容,你贏得了兩個盧布。
- 如果第三輪有頭,那么你在那一輪中贏得了四個盧布。
- 如果你幸運的話,一直到nth一輪,那么你將在那一輪中贏得2n-1盧布。
游戲的預(yù)期價值
一場比賽的預(yù)期價值告訴我們,如果你多次玩游戲,獲勝的平均值是多少。為了計算期望值,我們將每輪的風(fēng)選值乘以進入該輪的概率,然后將所有這些產(chǎn)品加在一起。
- 從第一輪開始,您的概率為1/2,風(fēng)選為1盧布:1/2 x 1=1/2
- 從第二輪開始,您的概率為1/4,風(fēng)選為2盧布:1/4 x 2=1/2
- 從第一輪開始,您的概率為1/8,風(fēng)選為4盧布:1/8 x 4=1/2
- 從第一輪開始,您的概率為1/16,風(fēng)選為8盧布:1/16 x 8=1/2
- 從第一輪開始,您的概率為1/2n和2n-1盧布:1/2nx 2n-1=1/2
每輪的值為1/2,將第一輪n的結(jié)果加在一起得出的預(yù)期值為n/2盧布。由于n可以是任何正整數(shù),因此期望值是無限的。
悖論
那么你應(yīng)該花什么錢?從長遠來看,盧布,一千盧布甚至十億盧布都會低于預(yù)期值。盡管上述計算顯示了巨大的財富,但我們都不愿意付出很多錢。
解決悖論的方法很多。其中一種更簡單的方法是沒有人會提供如上所述的游戲。沒有人擁有無限的資源d帶著去支付繼續(xù)翻身的人。
解決悖論的另一種方法是指出連續(xù)獲得20頭這樣的東西是多么不可能。發(fā)生這種情況的幾率比贏得大多數(shù)州樂團要好。人們經(jīng)常以5美元或更少的價格玩這樣的樂團。所以玩圣彼得堡游戲的價格可能不應(yīng)超過幾美元。
如果圣彼得堡的男人說玩他的游戲花費的不僅僅是幾盧布,你應(yīng)該禮貌地拒絕和離開。無論如何,盧布都不值得。