Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 20. 06. 2009 12:05

nordec
Příspěvky: 122
Reputace:   
 

Střední hodnota pevných bodů

Ahoj, poradí, prosím, někdo, jak spočítat střední hodnotu počtu pevných bodů náhodné permutace?

Offline

 

#2 20. 06. 2009 12:17

Kondr
Veterán
Místo: Linz, Österreich
Příspěvky: 4246
Škola: FI MU 2013
Pozice: Vývojář, JKU
Reputace:   38 
 

Re: Střední hodnota pevných bodů

Opsal jsem tvé zadání do googlu (anglicky) a baflo na mě tohle:

http://everything2.com/title/the%2520av … 20is%25201

na víc teď nemám čas, snad případné nejasnosti objasní někdo z kolegů.


BRKOS - matematický korespondenční seminář pro střední školy

Offline

 

#3 20. 06. 2009 15:40

nordec
Příspěvky: 122
Reputace:   
 

Re: Střední hodnota pevných bodů

Děkuji, angličtinou vládnu trochu hůře, takže
střední hodnota počtu pevných bodů náhodné permutace je $\sum{n.\frac{1}{n}}=1$ ? Jenom jeden bod se zobrazí sám na sebe? (Odhadoval jsem, že to bude víc.)

Offline

 

#4 25. 06. 2009 16:48

nordec
Příspěvky: 122
Reputace:   
 

Re: Střední hodnota pevných bodů

Proč 1 ? Objasníte mi někdo, jak se k tomu dojde?

Offline

 

#5 26. 06. 2009 12:00

jelena
Jelena
Místo: Opava
Příspěvky: 30020
Škola: MITHT (abs. 1986)
Pozice: plním požadavky ostatních
Reputace:   100 
 

Re: Střední hodnota pevných bodů

↑ nordec:

Zdravím,

to je z mého pohledu nevýhoda českého pojmu "střední hodnota" - to se pak představuje nějaký průměr (třeba v mém případě česká "střední hodnota" vůběc nesouhlasí s ruským pojmem "očekávání" nebo anglicky "expectation").

http://www.umiacs.umd.edu/~joseph/class … lution.pdf - zde to hezky vysvětluji v řešení k příkladu 5.2.4

a z formulace ulohy jsem se dostala sem, určitě to bude mít i českou variantu "hat check problem".

Třeba já bych se přesvědčovala tak, že prozkouším, jaka je pravděpodobnost dostat svůj vlastní klobouk pro 1 osobu, pro 2 osoby, pro 3 osoby, sestavila bych si tabulku pravděpodobnosti a vypočetla bych "střední hodnotu diskrétní veličiny" - V knize, co odkazuji, je to uděláno v tabulce nad textem. A v textu říkají, že je to surpresing :-)

Pokud se nenajde česká varianta této úlohy, tak bych přislibila "pracovní překlad", ale dnes těžko, do té doby se určitě najde i česká varianta.

Offline

 

#6 26. 06. 2009 12:59

radekm
Příspěvky: 146
Reputace:   11 
Web
 

Re: Střední hodnota pevných bodů

Já "hat-check problem" znám pod názvem "problém šatnářky" (jaká je pst. že žádný pán nedostane svůj klobouk). Je to ale něco jiného než se původně tazatel ptal.

Offline

 

#7 26. 06. 2009 13:25 — Editoval jelena (26. 06. 2009 13:31)

jelena
Jelena
Místo: Opava
Příspěvky: 30020
Škola: MITHT (abs. 1986)
Pozice: plním požadavky ostatních
Reputace:   100 
 

Re: Střední hodnota pevných bodů

↑ radekm:

Já jsem tomu rozuměla tak, že kolega ↑ nordec: po přečtení úplně prvního odkazu je překvapen, že výsledek "střední hodnota" je jen "1" a myslí, že těchto bodu (s vlastnosti se zobrazit sam na sebe) bude víc. A tak jsem ho chtěla navést, že pevných bodů může být více (i méně), ale střední hodnota vychází právě tak, jak vychází - tento materiál jsem hlavně měla na mysli.

Pokud touto informaci jen matu, tak se samozřejmě omlouvám a děkuji za doplnění i za další uvedení na pravou míru, děkuji.

Offline

 

#8 26. 06. 2009 13:40

radekm
Příspěvky: 146
Reputace:   11 
Web
 

Re: Střední hodnota pevných bodů

↑ jelena:

To jsem rozhodně nechtěl říci, že matete (pokud to tak vyznělo, tak se omlouvám). Naopak, je velmi rozumné si to vyzkoušet.

Offline

 

#9 26. 06. 2009 14:34

nordec
Příspěvky: 122
Reputace:   
 

Re: Střední hodnota pevných bodů

V českých materiálech vždy byl jen takový nástin různě nazývaného problému "o kloboucích", "šatnářce", dokonce někde "o myslivcích střílejících na králíky". V anglických to "proč to tak vyjde" příliš nechápu, možná ale proto, že k mé škodě neumím dobře anglicky.
Výsledek mi přijde divný, protože buď 1 nebo 2 nebo ... nebo n lidí dostane zpět svůj klobouk, kolik očekáváme lidí se svým kloboukem? Jenže ono když 1 člověk dostane svůj klobouk, není 1 možnost, ale asi (n-1)! možností a v tom se už ztrácím...

Offline

 

#10 26. 06. 2009 15:27

Kondr
Veterán
Místo: Linz, Österreich
Příspěvky: 4246
Škola: FI MU 2013
Pozice: Vývojář, JKU
Reputace:   38 
 

Re: Střední hodnota pevných bodů

nordec napsal(a):

buď 1 nebo 2 nebo ... nebo n lidí dostane zpět svůj klobouk

Nebo taky 0. A to je velmi pravděpodobné -- ta pravděpodobnost je pro velká n někde mezi 30% a 40% (blíží se k 1/e). Naopak čím více lidí má získat svůj klobouk, tím méně je to pravděpodobné. Přístup na stránce kterou jsem odkazoval já (materiály od Jeleny si přečtu, až budu v Brně na déle než skok) mi přijde jednoduchý: pro každého člověka i (i jde od 1 do n) zavedeme náhodnou veličinu N_i která je 1 pokud člověk i dostane svůj klobouk a 0 pokud ne. Celkový počet lidí, kteří dostali svůj klobouk označme N. Platí N=N_1+N_2+...N_n. Z linearity střední hodnoty máme E(N)=E(N_1)+E(N_2)+...+E(N_n). Stačí určit očekávané hodnoty E(N_i). Z definice střední hodnoty je E(N_i)=1*p+0*(1-p)=p, přitom p je pravděpodobnost, že člověk i dostane svůj klobouk. Protože je pro každý klobouk stejně pravděpodbné, že ho dostane i-tý člověk, je p=1/n. Proto E(N)=1/n+1/n+...+1/n=1.


BRKOS - matematický korespondenční seminář pro střední školy

Offline

 

#11 26. 06. 2009 15:33

radekm
Příspěvky: 146
Reputace:   11 
Web
 

Re: Střední hodnota pevných bodů

↑ nordec:

Doporučuju vám, abyste se nezabýval faktoriálem, ten tam totiž vůbec není potřeba.

Představte si, že v šatně je n klobouků a přijde si pro ně n pánů. Teď si představte, že jste klobouk. Jakou máte pravděpodobnost, že se dostanete zpět ke svému majiteli (když pánové
přicházejí náhodně a šatnářka to vydává postupně)? Je to 1/n.

Tedy formálně: X(i) je nahodná veličina nabývající 0, nedostane-li se i-tý klobouk ke svému majiteli, a 1 dostane-li se klobouk i-tý ke svému majiteli. X(i) má pro každé i alternativní rozdělení. Tudíž EX(i) je 1/n.

To platí pro každý klobouk, tedy n/n = 1.

Konkrétně: Když v šatně budou 3 klobouky a šatnářka bude vydávat jen jeden (zbylé dva jí spadly na zem a ona je nevidí). Pánové mohou přijít následovně:

[1,2,3], [1,3,2], [2,1,3], [2,3,1], [3,1,2], [3,2,1]

Každopádně se šatnářka trefí ve 2 případech z 6. Tj. očekáváme 1/3 správných vydání.
Když tam budou i zbylé dva klobouky, tak pro ně také očekáváme 1/3 správných vydání.
Tedy dohromady 1 správné vydání.

Offline

 

#12 26. 06. 2009 15:48

radekm
Příspěvky: 146
Reputace:   11 
Web
 

Re: Střední hodnota pevných bodů

Nebo ještě jinak. Představte si všechny permutace z n prvků, těch je n!. V kolika z nich je prvek i pevný bod? Jednoduše: zafixuji i -- to musí být na i-tém místě a zbylé prvky libovolně zpermutuji. Tedy i je v (n-1)! permutacích pevný bod.

To platí pro každé i. Za i mohu zvolit n různých hodnot. Podívám-li se na všechny možné permutace objeví se tam n*(n-1)! pevných bodů.

Offline

 

#13 26. 06. 2009 16:34

nordec
Příspěvky: 122
Reputace:   
 

Re: Střední hodnota pevných bodů

Heuréka, už je to jasný. Pořád jsem se snažil na to jít přes všechny možnosti (variace), až se to čím dál víc zamotávalo, byl v tom zmatek. Ale trik s 1 a 0 (který jsem z ang. textu holt nevyčetl) to náramně zpřehlednil: n lidí, každý s pravděpodobností 1/n, dostane svůj klobouk, tj. n . 1/n = 1. Teď vím, proč to tak je. Všem moc děkuju.

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson