Si supponga che R(n) un numero casuale tra 0 e n-1 (estremi inclusi). Continuo ad applicare R; R(R(n)) sara' un numero casuale tra 0 e R(n) - 1. Se parto da n = 2015, quante volte devo applicare R, in media, per arrivare a 0?
Re: Quante estrazioni mi servono?
Inviato: 23 ott 2015, 19:26
da Saro00
Cosa intendi per "in media"?
Re: Quante estrazioni mi servono?
Inviato: 23 ott 2015, 19:40
da Pigkappa
Immagina di condurre questo "esperimento" molte volte (diciamo 10^100), e dimmi la media (somma i risultati e dividi per 10^100). Ci sono anche altri modi di intendere la media, che danno tutti lo stesso risultato.
Esempio: quante volte devo lanciare una moneta per ottenere testa, in media?
Se lancio una moneta, ho probabilità 1/2 di fare testa per la prima volta al primo colpo; 1/4 al secondo; 1/8 al terzo; 1/16 al quarto; la media di lanci e'
$ 1 \times 1/2 + 2 \times 1/4 + 3 \times 1/8 + 4 \times 1/16 + ... $
(si può semplificare questa espressione e dimostrare che questa somma fa 2, ma non c'entra nulla col mio problema)
Re: Quante estrazioni mi servono?
Inviato: 23 ott 2015, 20:03
da mr96
Sarebbe già buono dire "per quali k, dopo k applicazioni, ho più del 50% di probabilità di fare 0 all'k+1esima applicazione?"
Re: Quante estrazioni mi servono?
Inviato: 23 ott 2015, 20:23
da Saro00
Ok, forse ho capito cosa significa "in media", io l'ho interpretato come il numero $ j $ tale che applicando $ R $ $ j $ volte, si ha la probabilità più alta di arrivare a $ 0 $. In spoiler c'è la soluzione.
Testo nascosto:
Definisco $ \mathbb{A} $ un insieme che contiene $ n-uple $ non ordinate con $ 2015 \le n \le 1 $, di numeri naturali $ k $ tali che $ 2014 \le k \le 0 $, tutti distinti, nei quali è presente sempre lo $ 0 $.
Esiste una corrispondenza biunivoca tra queste $ n-uple $ e la funzione $ R(R(...(R(n)..)) $ che finisce con $ 0 $.
Presa una sequenza di mosse che portano a $ 0 $ posso associare ad ogni passaggio (ad esempio il $ j-esimo $) della sequenza un numero, che indica il numero che si è formato iterando $ R(n) $ $ j $ volte, e una $ n-upla $ indica tutti i numeri della sequenza di mosse.
Al contrario, presa una $ n-upla $ posso creare una sequenza di mosse tale per cui esiste una sequenza di mosse che raggiunge tutti i numeri della $ n-upla $
Ora in questo insieme $ \mathbb{A} $ sono contenute tutte le possibili combinazioni di mosse che permettono di arrivare a $ 0 $, per calcolare quante applicazioni permettono di arrivare, con maggiore probabilità, a $ 0 $, basta che conto quante sono le $ n-uple $ con $ n $ elementi $ \forall n \in [1,2015] $ e vedere per quale $ n $ ci sono più $ n-uple $.
Le$ j-uple $ con $ j $ elementi sono $ \frac{2015!}{(2015-j)!(j)!}- \frac{2014!}{(2014-j)!(j)!} $, ovvero il numero di $ j-uple $ non ordinate con $ 2015 $ elementi meno il numero di $ j-uple $ non ordinate con $ 2014 $ elementi, ovvero quelle senza lo $ 0 $.
Il problema è diventato calcolare il valore di $ j $ che massimizza $ \frac{2015!}{(2015-j)!(j)!}- \frac{2014!}{(2014-j)!(j)!}=\frac{(2014)!}{(2015-j)!(j-1)!} $, il che equivale a dimostrare quando $ (2015-j)!(j-1)! $ è minimo, ovvero quando $ 2015-j=j-1 \iff j=1008 $, che è appunto la tesi.
Re: Quante estrazioni mi servono?
Inviato: 23 ott 2015, 20:38
da Pigkappa
La tua interpretazione purtroppo non è equivalente alla media e il risultato é diverso (parecchio diverso)...
Ora pappa e poi sclero dietro alla chiusa, se non salta fuori che pure la ricorsiva è errata.
Re: Quante estrazioni mi servono?
Inviato: 23 ott 2015, 21:43
da EvaristeG
questa è necrofilia ... e nemmeno bella e buona, ma brutta e cattiva! Btw,la tua migliore speranza per avere un parere informato sul fatto che la formula che hai dato possa essere giusta è spiegare come ci sei arrivato
Re: Quante estrazioni mi servono?
Inviato: 23 ott 2015, 22:28
da RiccardoKelso
Questa è l'idea di fondo, insieme a un'ulteriore evoluzione della formula (senza però la soluzione finale )
Testo nascosto:
Consideriamo un caso generico in cui dobbiamo calcolare la media di passi per giungere a $0$ applicando $R$ a $n$. Al primo passo abbiamo una probabilità di $\frac {1}{n}$ di ottenere un particolare intero $n_1$, con $0\le n_1\le n-1$. Per ognuno di questi casi, abbiamo che la media del numero di passi che ancora manca è ovviamente la media di passi che mancherebbe dall'inizio se il numero $n_1$ fosse invece considerato l'iniziale; ma per arrivarci abbiamo fatto già un passo. A questo punto la prima forma della ricorsiva dovrebbe essere sufficientemente giustificata.
Se non sbaglio, si può proseguire con $M_n=\displaystyle \sum_{i=1}^{n}{\frac {1}{i}}$, per $n\neq 0$. La semplicità disarmante di questa espressione mi induce a pensare che DEBBA esserci un modo per chiuderla, ma apparentemente non sono abbastanza sveglio per trovarlo.
Re: Quante estrazioni mi servono?
Inviato: 23 ott 2015, 22:51
da EvaristeG
Beh, se vuoi una formula chiusa per la somma degli inversi degli interi, ti consiglieri di cercare Serie Armonica o Numeri Armonici su google e poi desistere.
Re: Quante estrazioni mi servono?
Inviato: 23 ott 2015, 23:59
da Pigkappa
Confermo che la risposta e soluzione sono uguali alle mie.
Adesso fatemi quello in matematica ricreativa che invece non mi è venuto :p
Re: Quante estrazioni mi servono?
Inviato: 24 ott 2015, 08:02
da AlexThirty
RiccardoKelso ha scritto:Questa è l'idea di fondo, insieme a un'ulteriore evoluzione della formula (senza però la soluzione finale )
Testo nascosto:
Consideriamo un caso generico in cui dobbiamo calcolare la media di passi per giungere a $0$ applicando $R$ a $n$. Al primo passo abbiamo una probabilità di $\frac {1}{n}$ di ottenere un particolare intero $n_1$, con $0\le n_1\le n-1$. Per ognuno di questi casi, abbiamo che la media del numero di passi che ancora manca è ovviamente la media di passi che mancherebbe dall'inizio se il numero $n_1$ fosse invece considerato l'iniziale; ma per arrivarci abbiamo fatto già un passo. A questo punto la prima forma della ricorsiva dovrebbe essere sufficientemente giustificata.
Se non sbaglio, si può proseguire con $M_n=\displaystyle \sum_{i=1}^{n}{\frac {1}{i}}$, per $n\neq 0$. La semplicità disarmante di questa espressione mi induce a pensare che DEBBA esserci un modo per chiuderla, ma apparentemente non sono abbastanza sveglio per trovarlo.
Scusa il disturbo ma potresti spiegami come arrivi alla formula perché salti il procedimento. Ho una mezza idea su come ci sei arrivato ma non mi è chiarissimo
Graziee
Re: Quante estrazioni mi servono?
Inviato: 25 ott 2015, 20:54
da RiccardoKelso
Puoi farlo sia partendo da $M_1$ e salendo sia scendendo da $M_n$: noti che a denominatore si trova $n!$ mentre a numeratore trovi $n$ addendi tutti diversi con nessun fattore comune a tutti ma che possono essere ottenuti dividendo $n!$ per tutti i numeri da $1$ a $n$ (ogni addendo viene diviso per un numero diverso).
Re: Quante estrazioni mi servono?
Inviato: 27 ott 2015, 12:24
da remat7
Applichiamo $ R(n) $. Se è 0 ho vinto sennò dovrò applicare $ R(n-1) $.
La probabilità che sia $ 0 $ è ovviamente $ P_n(0)= \frac{1}{n} $, per cui la probabilità che dovrò applicare $ P(R(n-1)) = \frac {n-1}{n} $.
Ora applichiamo $ R(n-1) $: $ P_{n-1}(0)= \frac {n-1}{n} \frac{1}{n-1}=\frac{1}{n} $. La probabilità di dover applicare $ R(n-2) $ è $ P(R(n-2)) = \frac {n-1}{n} \frac {n-2}{n-1} =\frac {n-2}{n} $.
Capite bene che vale sempre $ P_i(0)= \frac {1}{n} $.
Ora per la definizione che hai dato di media il risultato dovrebbe essere $ M = \frac {1}{2015} + \frac {2}{2015} + ... + \frac {2014}{2015} + 1 $
$ M= \frac {1}{2015} \displaystyle \sum_{n=1}^{2015} n = 1008 $
Ma siccome hai già detto che è sbagliato, vorrei spiegassi meglio cosa significhi media in questo esercizio.
Re: Quante estrazioni mi servono?
Inviato: 27 ott 2015, 17:12
da Pigkappa
remat7 ha scritto:Applichiamo $ R(n) $. Se è 0 ho vinto sennò dovrò applicare $ R(n-1) $.
No; se e' 0 hai vinto, senno' devi applicare R(R(n)). E poi R(R(R(n))). E cosi' via. Penso che il fraintendimento derivasse da questo, piu' che dalla definizione di media...
Se il tuo numero casuale e' 255, ora prendi un altro numero casuale tra 0 e 255. Se questo e' 101, ora ne prendi uno tra 0 e 101. E cosi' via.