无意间看到一位叫李永乐的老师用数学去解释久赌无赢家,这里复习一下他的解题步骤。
假如一个绝对公平的游戏,50%概率赢了得1元,50%概率输了扣1元,你开始有一定的本金(例如100元).要结束游戏,要么输光(本金100元变成0元),要么赢到一定的期望金额(例如我赢到200元不玩了,或者赢到300元不玩).赢钱和输钱的概率关系如何呢?(比如赢20元的概率是多少,赢100元的概率又是多少)
游戏大致如此
解:
假设开始本金n元,输光概率为P(n),
那么就是如下等式:P(n) = 50% * P(n-1) + 50% * P(n+1)
50% * P(n-1) 是指我们有50%的概率输1元,
50% * P(n+1) 是指我们有50%的概率赢1元。
要么就是50%输,要么就是50%赢。
我们变换一下等式:
P(n) = 50% * P(n-1) + 50% * P(n+1) =>
P(n) = 1/2 * P(n-1) + 1/2 * P(n+1) =>
2P(n) = P(n-1) + P(n+1) =>
P(n) - P(n-1) = P(n+1) - P(n) =>
然后我们可以推断,假如开始本金是0,那么输光的概率就是100%,因为我们开始就没有钱可以输了:
P(0) = 1
又假如我们赢到B元就不玩,假如开始我们本金是B元,那么输光的概率就是0%,因为我都有B元了,没必要继续进行游戏:
P(B) = 0,
如图所示,我们每一个格子都是相差1,总长度是0到B(输光是0,赢到B结束),所以这是一个等差数列,那么我们的公差为:
△P= 1/B
再回来假如我们开始本金是A元,那么P(A)可以为:
P(A) = 1 - A * △P = 1 - (A/B)
所以,假如我们开始本金是100元,A=100时候,赢到120元就不玩了,输光概率是:
P(100) = 1 - (100/120) = 1/6 ,
假如我们赢到200元不玩了,输光概率是:
P(200) = 1 - (100/200) = 1/2 (50%),
假如我们赢到1000元不玩了,输光概率是:
P(200) = 1 - (100/1000) = 9/10 (90%),
假如我们赢到100,000元不玩了,输光概率是:
P(200) = 1 - (100/100,000) = 999/1000(99.9%) ,
可以看出来,你期望赢的钱越多,输光(本金变成0)的概率就越大。