В задаче с трех последовательных бросков монеты Петя утверждает: при возможной зависимости бросков вероятность получить хотя бы одну голову равна 1 - (1/2)^3 = 7/8. Верно ли это, если вероятность головы зависит от предыдущего броска? Проанализируйте и предложите корректную формулировку
Нет — это не обязательно верно при зависимости бросков. Правильная запись через дополнение и правило произведения: P(хотя бы одна орёл)=1−P(T1∩T2∩T3)=1−P(T1) P(T2∣T1) P(T3∣T1,T2).
P(\text{хотя бы одна орёл})=1-P(T_1\cap T_2\cap T_3) =1-P(T_1)\,P(T_2\mid T_1)\,P(T_3\mid T_1,T_2). P(хотябыоднаорёл)=1−P(T1∩T2∩T3)=1−P(T1)P(T2∣T1)P(T3∣T1,T2). Если зависимость — марковская (только от предыдущего броска), то P(хотя бы одна орёл)=1−P(T1) P(T2∣T1) P(T3∣T2).
P(\text{хотя бы одна орёл})=1-P(T_1)\,P(T_2\mid T_1)\,P(T_3\mid T_2). P(хотябыоднаорёл)=1−P(T1)P(T2∣T1)P(T3∣T2). Формула Петя 1−(1/2)3=7/81-(1/2)^3=7/81−(1/2)3=7/8 верна лишь при дополнительном условии, что каждая условная вероятность хвоста равна 1/21/21/2, т.е. P(T1)=P(T2∣T1)=P(T3∣T1,T2)=12.
P(T_1)=P(T_2\mid T_1)=P(T_3\mid T_1,T_2)=\tfrac12. P(T1)=P(T2∣T1)=P(T3∣T1,T2)=21.
(Достаточно, но не обязательно нужно полная независимость — достаточно «условной честности» при любых историях.) Контрпример (чтобы показать ошибочность без этого условия): пусть P(H1)=1/2P(H_1)=1/2P(H1)=1/2, а затем P(Hk+1∣Hk)=1, P(Hk+1∣Tk)=0P(H_{k+1}\mid H_k)=1,\;P(H_{k+1}\mid T_k)=0P(Hk+1∣Hk)=1,P(Hk+1∣Tk)=0. Тогда либо первый бросок орёл и дальше все орлы, либо первый — решка и дальше все решки, поэтому P(хотя бы одна орёл)=P(H1)=12≠7/8.
P(\text{хотя бы одна орёл})=P(H_1)=\tfrac12\neq 7/8. P(хотябыоднаорёл)=P(H1)=21=7/8.
Правильная запись через дополнение и правило произведения:
P(хотя бы одна орёл)=1−P(T1∩T2∩T3)=1−P(T1) P(T2∣T1) P(T3∣T1,T2). P(\text{хотя бы одна орёл})=1-P(T_1\cap T_2\cap T_3)
=1-P(T_1)\,P(T_2\mid T_1)\,P(T_3\mid T_1,T_2).
P(хотя бы одна орёл)=1−P(T1 ∩T2 ∩T3 )=1−P(T1 )P(T2 ∣T1 )P(T3 ∣T1 ,T2 ).
Если зависимость — марковская (только от предыдущего броска), то
P(хотя бы одна орёл)=1−P(T1) P(T2∣T1) P(T3∣T2). P(\text{хотя бы одна орёл})=1-P(T_1)\,P(T_2\mid T_1)\,P(T_3\mid T_2).
P(хотя бы одна орёл)=1−P(T1 )P(T2 ∣T1 )P(T3 ∣T2 ).
Формула Петя 1−(1/2)3=7/81-(1/2)^3=7/81−(1/2)3=7/8 верна лишь при дополнительном условии, что каждая условная вероятность хвоста равна 1/21/21/2, т.е.
P(T1)=P(T2∣T1)=P(T3∣T1,T2)=12. P(T_1)=P(T_2\mid T_1)=P(T_3\mid T_1,T_2)=\tfrac12.
P(T1 )=P(T2 ∣T1 )=P(T3 ∣T1 ,T2 )=21 . (Достаточно, но не обязательно нужно полная независимость — достаточно «условной честности» при любых историях.)
Контрпример (чтобы показать ошибочность без этого условия): пусть P(H1)=1/2P(H_1)=1/2P(H1 )=1/2, а затем P(Hk+1∣Hk)=1, P(Hk+1∣Tk)=0P(H_{k+1}\mid H_k)=1,\;P(H_{k+1}\mid T_k)=0P(Hk+1 ∣Hk )=1,P(Hk+1 ∣Tk )=0. Тогда либо первый бросок орёл и дальше все орлы, либо первый — решка и дальше все решки, поэтому
P(хотя бы одна орёл)=P(H1)=12≠7/8. P(\text{хотя бы одна орёл})=P(H_1)=\tfrac12\neq 7/8.
P(хотя бы одна орёл)=P(H1 )=21 =7/8.