Probabilidad de volver al punto de partida

Así que el enunciado del problema es así:

Los puntos A, B y C se encuentran en un círculo y están dispuestos en el sentido de las agujas del reloj. Lanzamos un dado justo de 6 caras y realizamos cualquiera de las 3 operaciones siguientes en función del lanzamiento del dado.

  • Mover en el sentido de las agujas del reloj: si aparece 1 o 2.
  • Muévase en el sentido contrario a las agujas del reloj: si aparece 3 o 4.
  • No te muevas, si aparecen 5 o 6.

Tomamos A como nuestro punto de partida. Tiramos los dados 8 veces y realizamos las operaciones en base a la tirada de dados. ¿Cuál es la probabilidad de que terminemos volviendo a A? Así es como A, B y C se encuentran en el círculo

Quiero resolver el problema considerando casos válidos de los varios posibles 3 8 casos.

Busqué el editorial para esto y decía que la respuesta era 1/3 debido a la simetría (probabilidades iguales de realizar cualquiera de las operaciones). Sin embargo, quería intentar formar los casos válidos por mí mismo y no pude alcanzar el respuesta -

Mi enfoque: llamemos cc-total a las operaciones en el sentido de las agujas del reloj | ac - operaciones totales en sentido contrario a las agujas del reloj | xx - operación total sin movimiento

Podemos tener

  • Número igual de casos en sentido horario y antihorario.
  • Si ac o cc es múltiplo de 3 y el otro es 0.
  • Si no es múltiplo de 3 y no es igual, entonces ((cc%3) - ac) || ((ac%3) - cc) == 0 ) donde % representa el módulo que produce el resto

Mis casos válidos - (ac, cc, xx)

  • (1, 1, 6) = 56
  • (2, 2, 4) = 840
  • (3, 0, 5) = 56
  • (5, 0, 3) = 56
  • (3, 3, 2) = 560
  • (4, 4, 0) = 70
  • (4, 1, 3) = 280
  • (1, 4, 3) = 280
  • (5, 2, 1) = 168
  • (2, 5, 1) = 168
  • (6, 0, 2) = 28
  • (0, 6, 2) = 28
  • (7, 1, 0) = 8
  • (1, 7, 0) = 8
  • (0, 0, 8) = 1

Total es igual a 2607. Cuando lo divido por 3 8 , lo obtengo como 0.397 (no exactamente 0.33).

¿Me estoy perdiendo algunos casos?

No puede estar (y no parece estar) perdiendo casos porque está obteniendo una respuesta demasiado grande . El error más probable es que esté contando mal las combinaciones que conducen a un caso particular. (Deberías ( 0 , 3 , 5 ) en lugar de ( 5 , 0 , 3 ) pero eso no afectará tu resultado). Deberías terminar con 2187 ( = 3 7 ) combinaciones que funcionan. Según mis cálculos, hay 420 combinaciones que dan como resultado ( 2 , 2 , 4 ) . Creo que eso explica exactamente tu error.

Respuestas (2)

No puede estar (y no parece estar) perdiendo casos porque está obteniendo una respuesta demasiado grande . El error más probable es que esté contando mal las combinaciones que conducen a un caso particular. (Deberías ( 0 , 3 , 5 ) en lugar de ( 5 , 0 , 3 ) pero eso no afectará su resultado).

Deberías terminar con 2187 ( = 3 7 ) combinaciones que funcionan. Según mi cálculo, hay 420 = 8 ! 4 ! 2 ! 2 ! combinaciones que dan como resultado ( 2 , 2 , 4 ) , no 840 como se establece en su cálculo. Creo que eso explica exactamente tu error.

Sí, parece que tuve un pequeño error de cálculo de mi parte para el caso (2, 2, 4). Además, como dijiste, (5, 0, 3) no se clasificaría como un caso válido y en su lugar (0, 3, 5). 420 en lugar de 840 da la respuesta correcta. Muchas gracias !

Creo que debes estar perdiendo ciertos casos, sí.

Considere dónde se encuentra en el penúltimo paso. Es posible que se encuentre en cualquiera de los tres puntos y, por ahora, no supongamos nada sobre cuál es más probable. Entonces:

Si estás en el punto A en el penúltimo paso, tienes 1/3 de probabilidades de terminar en el punto A en el último paso.

Si estás en el punto B en el penúltimo paso, tienes 1/3 de probabilidades de terminar en el punto A en el último paso.

Si estás en el punto C en el penúltimo paso, tienes 1/3 de probabilidades de terminar en el punto A en el último paso.

Por lo tanto, sin importar dónde se encontraba en cualquier paso anterior, siempre tiene una probabilidad de 1/3 de estar en cualquiera de los tres puntos en cada paso posterior. Esa es, presumiblemente, la simetría a la que se refieren.

¡Esta es una muy buena forma (forma recursiva) de pensar en el problema!
@informatics-mathematics gracias, ¡me alegra que haya sido útil! En física (y quizás en otros lugares) este escenario de salto entre estados con probabilidades dadas se llamaría cadena de Markov. Podría representarse con una matriz de transición que le permitiría tratar escenarios más complicados y menos simétricos.