Здесь больше нет рекламы. Но могла бы быть, могла.

Автор Тема: Задачи не по теории вероятностей  (Прочитано 10631 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

neiaglov

  • Гость
Люди, не знающие теории вероятностей эту задачу решают быстрее, нежели люди, знающие ее. Итак имеется речка, посередь ее 6 камней.
На схеме двойные палки -- бережок, звездочки -- камни, а черточки между звездочками, в т.ч. и вертикальные -- мостики. Вот так наброшено на эти камешки 13 мостиков. Случается половодье и произвольное количество мостов рушится (от 0 до 13). Какова вероятность того, что пешеход после половодья сможет перейти с одного берега на другой (т.е. что найдется непрерывный маршрут из мостов?)


     ||                        ||
     ||------*-----*-----||
     ||        |       |       ||
     ||------*----- *---- ||
     ||        |        |      ||
     ||------*-----*----- ||
     ||                         ||

               

               

Erlom-Tiu

  • Гость
Решить пока не получилось (сказывается знание ТВ :-) , придётся к словам придираться:
Они (люди, не знающие) быстрее в смысле не "решают", а "угадывают" ответ. (?)

Тогда 1/3...

               

               

Kэt

  • Гость
М-да...
Я бы сказала, что если эту задачу решать без знания ТВ, то 1/2, т.к. либо найдется, либо нет

               

               

neiaglov

  • Гость
В общем, ответ 1\2 верен, но решения-то и нет! Так как мы, всё-таки, занимаемся конструктивным решением задач, то предлагаю поискать обоснование этому ответу, так будет еще интереснее. Ответ 1\3, безусловно, неверен по указанным выше причинам, и отвечая на второй вопрос: люди, незнакомые с тервером именно решают эту задачу быстрее, а не угадывают ответ.

               

               

Erlom-Tiu

  • Гость
Есть решение в 92 строки. Программное  ;D
(весьма и весьма конструктивное)
Действительно 1/2

Странно, но для задачи с меньшим числом камней:

===*===
       |  
===*===
       |    
===*===

ответ чуть больше 2/3.

А вот для

===*===
       |
===*===

снова 1/2...

(Неужели по индукции придётся доказывать?!)


               

               

neiaglov

  • Гость
Есть решение в две строки. Детское. Если еще день не будет версий, выложу. Очень красивая задача.

               

               

Erlom-Tiu

  • Гость
А может, не стоит так сразу?
Интереснее же своим умом дойти...
добежать... догнать ... догнаться... (хмм, а это идея!) ... без поллитры не разобраться... где моя большая стакана?

               

               

neiaglov

  • Гость
Даю наводку: пространство элементарных исходов. Надо выстроить все возможные ситуации, которые могут случиться после половодья. Понятно, что в случае коллеги ситуации таковы: крайний правый развалился, все на месте, крайний правый и средний разломился, все остальные на месте, эт сетера. Это очень много комбинаций! Давайте ОБОБЩИМ все эти ситуации и построим другие элементарные исходы!

               

               

neiaglov

  • Гость
Кстати, Эрлом, а приведите-ка мне решение про задачу с меньшим числом камней. Там ответ тоже должен быть 1\2! Я разбираюсь в С, Pascal, Assembler, можете слать код (если это код) на любом из этих языков в приват.

               

               

Erlom-Tiu

  • Гость
Всё проще - это был примитивный m-скрипт, и до понедельника он недоступен.
Идея проста: перебор чисел от 0 до 2^n-1 (n=13), и рассматривать их побитно как наличие мостов.
Потом проверять связность берегов.

               

               

Арвинд

  • Гость
Есть схема доказательства того, что ответ 1/2. Но это явно не то решение, что имеет в виду автор: во-первых, надо знать ответ, чтобы так решать задачу, во-вторых, доказательство вовсе не в две строки. Я его даже не буду полностью приводить, набросаю только схему.

Пронумеруем для начала мосты:

Горизонтальные:
первая строка -  (x1, x2, x3 )
вторая строка -  (y1, y2, y3)
третья строка -  (z1, z2, z3)

Вертикальные:
A, C
B, D

Каждую букву можно считать булевой переменной: 0 - мост сломан, 1 - мост цел.
Мы имеем набор из 13 нулей или единиц - всего 213 набора. Каждый набор будет или "связным" (есть маршрут с одного берега на другой), или "несвязным" (маршрута нет).
Введем "диагональное преобразование" набора мостов: все горизонтальные мосты повернем по диагонали, так чтобы строки перешли в столбцы; из вертикальных мостов оставим в покое те два, что примыкают к диагонали, а два других поменяем местами.
При таком преобразовании набор
(x1, x2, x3, A, C, y1, y2, y3, B, D, z1, z2, z3)
перейдет в набор
(x1, y1, z1, A, B, x2, y2, z2, C, D, x3, y3, z3)
(нарисуйте на бумажке, сразу будет ясно, что я имею в виду).
Далее: для данного набора из 13 нулей и единиц укажем "сопряженный" набор по следующему правилу: сначала поменяем местами координаты по вышеизложенному "диагональному преобразованию", а потом инвертируем все координаты - заменим нули на единицы, а единицы на нули.
Для каждого набора однозначно указывается один сопряженный, т.е. мы ввели взаимно однозначное отображение.
Имеет место быть следующее предположение:
Набор, сопряженный связному, будет несвязным, и наоборот - набор, сопряженный несвязному, будет связным.

Из этого предположения сразу вытекает, что несвязных наборов столько же, сколько связных, что и приводит нас в итоге к ответу 1/2.
Доказательство этого предположения основано на двух тривиальных наблюдениях:
1. Наше преобразование переводит очевидное достаточное условие связности (есть строка из единиц) в достаточное условие несвязности(есть столбец из нулей), и наоборот.
2. Если наше преобразование переводит связный набор N в несвязный, то набор, полученный из N заменой произвольного числа нулей на единицы, будет тем более переходить в несвязный (ну и опять же, наоборот).

Эти два наблюдения позволяют сконцентрироваться на некоторых наборах "минимальной связности" (или "максимальной несвязности"). Их всего 10 штук (4 с одной вертикальной перемычкой, 2 с двумя диагональными, 4 с двумя соседними перемычками), и я их просто перебрал...

PS Нет, перебор все-таки был не полный. Теперь там 12 вариантов... Короче, указанное предположение я считаю правильным, но красивое его доказательство - отдельная задача...

               

               

neiaglov

  • Гость
"Мы имеем набор из 13 нулей или единиц - всего 213 набора. Каждый набор будет или "связным" (есть маршрут с одного берега на другой), или "несвязным" (маршрута нет)."

Это и есть ответ, на самом деле. То есть можно условно сказать, что либо по мостам пройдет пешеход, либо по речке проплывет пароходик.  Значит, вероятность равна 1\2. Это детский ответ -- либо-либо. Теперь пояснение. Дело в том, что все эти мосты можно сжать в один и сказать, что он с произвольной вероятностью разламывается ИЛИ (что очень важно) с произвольной вероятностью не разваливается. Пространство элементарных исходов состоит из двух элементов (есть маршрут-нет маршрута), события совпадают с исходами. События независимы и несовместны (т.е. ни один из элементарных исходов не входит в оба события). Значит, задача сводится к описанной задаче с мостом, или, для простоты, к задаче с монетой, которая с произвольной вероятностью падает на орла, ИЛИ на решку. Очевидно, что вероятность в этом случае одна вторая.

               

               

neiaglov

  • Гость
Продолжайте! В этом треде задачи не по теории вероятностей :)

               

               

Арвинд

  • Гость

Цитата из: neiaglov on 06-09-2003, 13:54:31
Это детский ответ -- либо-либо. Теперь пояснение.
<...>
Очевидно, что вероятность в этом случае одна вторая.


Теперь я понял, почему знающие тервер решают задачу медленнее... Они просто понимают, о чем говорят...

neiaglov, маленький вопросик. Вам говорят, что Ваша родственница успешно родила. Исхода, стало быть, два: мальчик или девочка. Вы считаете, что вероятность будет 1/2 ? А статистика считает иначе...

Насчет мостов - контраргумент к Вашим рассуждениям предоставлен Erlom-Tiu. Похоже, его программа все правильно считает.

Но в любом случае спасибо за удовольствие. Может, доведу доказательство, чтобы без перебора работало, тогда совсем приятно будет.

               

               

Erlom-Tiu

  • Гость
Замечательно! Задачу решили :-) Действительно интересно, спасибо.

Мне кажется ключевым рассуждение о пароходике:
Пусть после наводнения и человек идёт, и пароходик плывёт (например, с севера на юг)...
При любом раскладе может ИЛИ пройти человек, ИЛИ проплыть пароход (здесь использовано исключающее ИЛИ).
Доказательство этого факта предоставим топологам (если хотите, попробуйте доказать, что внутри квадрата непрерывными линиями без пересечений можно соединить только одну пару противоположных вершин [это достаточно просто]. А потом тот факт, что если две вершины не соединены линией, то две другие всегда можно соединить!)
Итак, строим граф "связности" для парохода (повёрнутый против ч.с. и зеркально отражённый снизу вверх):
север                                        юг
-x1            -x2         -x3
======*======*======
               |-A           |-B
-y1         |     -y2    |    -y3
======*======*======
               |-С           |-D
======*======*======
-z1            -z2            -z3
Минусы означают отсутствие мостика.
При этом
Цитата:
(x1, x2, x3, A, C, y1, y2, y3, B, D, z1, z2, z2)
перейдет в набор
(x1, y1, z1, A, B, x2, y2, z2, C, D, x3, y3, z3)

!!! (с точностью до отрицания)

Графы одинаковые, т.е. установили то самое взаимно однозначное соотношение (далее см. по тексту Арвинда).

P.S.: Подвох решения в замене конечного числа проверок на некоторую теорему.

               

               

Арвинд

  • Гость

Цитата из: Erlom-Tiu on 06-09-2003, 19:52:23
Итак, строим граф "связности" для парохода (повёрнутый против ч.с. и зеркально отражённый снизу вверх):

Erlom-Tiu, а ведь это объясняет результаты с меньшим числом мостов: ответ будет 1/2 для любой симметричной схемы (которую можно так повернуть)!
 
В общем, коллективными усилиями решили. Вот правильное решение задачи действительно очень красивое!

               

               

Kэt

  • Гость
Я пытаюсь понять... (много я пропустила) так что же, автором изначально предполагался верным ответ, что 1/2, т.к. либо пешеход пройдет, либо - не пройдет? Тогда я хочу обидеться и призвать господина автора внимательно перечитать мое сообщение (2ое в треде).
Если же чего-то не поняла я, хочу обидеться на собственную тупость.
Так что я обиделась  :o

               

               

neiaglov

  • Гость
Нет, конечно, это неверно. Суть в том, что эти события взаимодополняющие, они происходят с равными шансами. Если поставить берег еще и по обе стороны от моста в речке, то любому маршруту пароходика будет соответствовать один маршрут пешеходика, поэтому их шансы равны.

               

               

Снорри

  • Гость
Либо я встречу динозавра на улице, либо нет? Эти события тоже взаимодополняющие - я ведь не могу И встретить И не встретить динозавра?

Но ведь все понимают, что в сентябре 2003 г.н.э. встретить и не встретить динозавра на улице - не равнозначные по вероятности события..

Проще говоря, я так и не понял, в какой момент прохождение пешехода и проплываение парохода стали событиями с "равными шансами"? Я имею в виду, во в этом рассуждении автора вопроса:
Цитата:
можно условно сказать, что либо по мостам пройдет пешеход, либо по речке проплывет пароходик.  Значит, вероятность равна 1\2.
 
- для меня как раз вот не "значит", что вероятность равна 1/2.

Может, объясните?

               

               

neiaglov

  • Гость
" Если поставить берег еще и по обе стороны от моста в речке, то любому маршруту пароходика будет соответствовать один маршрут пешеходика, поэтому их шансы равны. "