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分配問題


一個問題,也稱為點數問題或未完成的遊戲。考慮一個涉及 k 名玩家重複進行同一遊戲的錦標賽。每場比賽只有一個獲勝者,用 i 表示玩家 i 在某個時刻 w_i 贏得的比賽次數。比賽是獨立的,玩家 i 贏得比賽的機率是 p_i。錦標賽規定要持續到一名玩家贏得 n 場比賽為止。如果錦標賽在任何玩家贏得 n 場比賽之前中止,以至於 w_i<n 對於 i=1, ..., k,獎金應如何分配,以便根據玩家獲勝的機會按比例分配?

對於玩家 i,將剩餘需要贏得的比賽數 r_i=n-w_i>0 稱為“配額”。對於兩名玩家,設 p=p_1q=p_2=1-p 為單場比賽的獲勝機率,a=r_1=n-w_1b=r_2=n-w_2 為每位玩家贏得錦標賽所需的比賽數。那麼,賭注應按比例 m:n 分配,其中

m=p^a[1+a/1q+(a(a+1))/(2!)q^2+...+(a(a+1)...(a+b-2))/((b-1)!)q^(b-1)]
(1)
n=q^b[1+b/1p+(b(b+1))/(2!)p^2+...+(b(b+1)...(b+a-2))/((a-1)!)p^(a-1)]
(2)

(Kraitchik 1942年)。

如果 i 名玩家獲勝機率相等(“單元機率”),那麼玩家 i 在配額 r_1, ..., r_k 下獲勝的機率是

 W_i=D_1^(k-1)(r_1,...,r_(i-1),r_(i+1),...,r_k;r_i),
(3)

其中 D 是 2D 型 狄利克雷積分。同樣,玩家 i 失敗的機率是

 L_i=C_1^(k-1)(r_1,...,r_(i-1),r_(i+1),...,r_k;r_i),
(4)

其中 C 是 2C 型 狄利克雷積分。如果單元配額不相等,則必須使用一般狄利克雷積分 D_(a),其中

 a_i=(p_i)/(1-sum_(i=1)^(k-1)p_i).
(5)

如果 r_i=ra_i=1,那麼 W_iL_i 簡化為 1/k,這是必然的。設 P(r_1,...,r_k) 為聯合機率,即如果比賽完成,玩家將按照引數列表中的 r_is 順序進行 統計排名。對於 k=3

 P(r_1,r_2,r_3)=CD_1^((1,1))(r_1,r_2,r_3).
(6)

對於 k=4,配額向量為 r=(r_1,r_2,r_3,r_4)Delta=p_2+p_3+p_4

P(r)=sum_(i=0)^(r_3-1)sum_(j=0)^(r_4-1)(r_2-1+i+j; r_2-1,i,j)((p_2)/Delta)^(r_2)((p_3)/Delta)^i((p_4)/Delta)^j×C_(p_1/Delta)^((1))(r_1,r_2+i+j)D_(p_4/p_3)^((1))(r_4-j,r_3-i).
(7)

Sobel 和 Frankowski (1994, p. 838) 給出了 k=5 的表示式。


另請參閱

狄利克雷積分

使用 探索

參考文獻

Kraitchik, M. “未完成的遊戲。” §6.1 in 數學娛樂。 紐約:W. W. Norton, pp. 117-118, 1942年。Sobel, M. 和 Frankowski, K. “分配問題的 500 週年紀念(機率論中最古老的問題)。” 美國數學月刊 101, 833-847, 1994年。

在 中被引用

分配問題

請按如下方式引用

Weisstein, Eric W. “分配問題。” 來自 Web 資源。 https://mathworld.tw/SharingProblem.html

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