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投币


一枚理想化的硬币由一个零厚度的圆盘组成,当抛向空中并让其落下时,圆盘的两面朝上(“头部”)H或“尾部”T),概率相等。因此,硬币是双面的死亡尽管双方和非零实际硬币的厚度及其分布掷骰子很好地近似于p=1/2 伯努利分布.

然而,抛硬币有一些相当违反直觉的特性。例如,三重TTH公司将在之前遇到THT(泰铢)比之后的情况要严重得多,而且可能性是之前的三倍THH(THH)将在之前HHT公司此外,发生这种情况的可能性是HTT公司将是第一个属于HTT公司,TTH公司、和TTT公司比其他任何一个都发生(霍斯伯格1979). 还有字符串S公司属于H(H)s和T型具有属性的预期等待时间W(S_1)查看字符串S_1号机组小于预期等待时间W(S_2)来看看S_2号机组,但看到的可能性S_1号机组在看到之前S_2号机组小于1/2(Gardner 1988,Berlekamp等。2001).示例包括

1THTH(THTH)高温高湿,其中W(THTH)=20W(HTHH)=18但其概率为THTH(THTH)发生之前高温高湿是9/14(加德纳1988年,第64页),

2W(TTHH)=W(THHH)=16,W(HHH)=14但其概率为TTHH型发生之前HHH(小时)是7/12,其概率为THHH公司发生之前HHH(小时)是7/8(Penney 1969;Gardner 1988,第66页)。

更令人惊讶的是,纺纱一便士而不是扔它会导致人头受伤只有大约30%的时间(Paulos 1995)。

投币边缘概率

Hernández-Navarro和Piñero(2022)计算了有限厚度硬币边缘落地的概率

 P_c=(theta_c-sintheta_c)/(pi/2-(sintheta_c+costheta-c)),

哪里

 θc=tan^(-1)(h/(2r))

是圆柱半径的临界角第页和厚度小时包括硬币。值得注意的是,这个表达式是独立的恢复系数。计算出美国硬币落在边缘的概率下表总结了使用该公式的情况。

硬币直径(mm)厚度(mm)抄送(_c)
便士19.051.521/5900
21.211.951/3800
一角硬币17.911.351/7000
季度24.261.751/8100

研究两次或两次以上相同的抛掷是很成熟的,但考虑到抛掷的简单性,详细的处理令人惊讶地复杂基础流程。例如,没有两条连续尾巴的概率发生于n个掷骰子是由F_(n+2)/2^n,哪里确定(_k)是一个斐波那契数类似地,概率那不是k个连续尾部将出现在n个掷骰子是由F_(n+2)^((k))/2^n,其中F_l^((k))是一个斐波那契k个-步骤号.

反复投掷一枚硬币,记录正面和反面的顺序,并考虑所需的投掷次数,以便长度n个作为抛掷的后续发生。最小投掷次数为2^n+n-1(哈维尔2003年,第116页),给出了前几个术语作为2、5、10、19、36、69、134。。。(组织环境信息系统A052944号).的最小序列n=1是HT和TH,用于n=2是HHTTH、HTTHH、THHTT和TTHHT。不同最小抛掷序列的数量对于n=1, 2, ... 是2、4、16、256。。。(组织环境信息系统A001146号),看起来很简单2(2(n-1)).

据推测n个变大时,获得所有长度子序列所需的平均抛掷次数n个2^n(伽马+nln2),其中伽马射线尤勒·马切罗尼常数(哈维尔2003年,第116页)。


另请参见

伯努利分布,伯努利审判,,硬币,骰子,赌徒的毁灭,,运行,圣彼得堡悖论

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Berlekamp,E.R。;康威,J.H;和盖伊·R·K。获胜数学游戏的方法,第1卷:添加游戏,第2版。韦尔斯利,MA:A K Peters,第777页,2001年。Ford,J.“硬币是如何随机的”投掷?"今日物理学 36, 40-47, 1983.M.加德纳。“不可传递的矛盾。”时间旅行和其他数学困惑。纽约:W.H.Freeman,第64-66页,1988年。哈维尔,J。伽马射线:探索欧拉常数。新泽西州普林斯顿:普林斯顿大学出版社,2003年。埃尔南德斯·纳瓦罗,L.Piñero,J.“弹跳物体的精确面识别概率:抛硬币中的边缘概率和三面骰子问题。"物理学。版本E 105,L022201-1-2022。Honsberger,R.“一些惊喜在概率中。“第5章英寸数学李子(编辑R.Honsberger),华盛顿特区:数学。美国协会。,第100-103页,1979Keller,J.B.“头部的概率”阿默尔。数学。每月 93, 191-197, 1986.J.A.保罗。A类数学家阅读报纸。纽约:BasicBooks,第75页,1995年。彼得森,一、。岛屿真相:数学之谜巡游。纽约:W.H.Freeman,第238-239页,1990Penney,W.“问题95。彭妮-安特。"J.重建。数学。 2,241, 1969.新泽西州斯隆序列A000225号/M2655,A001146号/M1297,A050227号,A052944号在线百科全书整数序列的。"钱币翻转组合数学科尔。数学。J。,17, 407-412, 1986.美国造币厂。“硬币规格。”https://www.usmint.gov/learn/coin-and-medal-programs/coin-specifications网站.惠塔克,E.T.和Robinson,G.“投掷硬币的频率分布”§90英寸这个观察演算:数值数学论文,第4版。新建约克:多佛,第176-177页,1967年。

参考Wolfram | Alpha

投币

引用如下:

埃里克·魏斯坦(Eric W.Weisstein)。《抛硬币》摘自数学世界--Wolfram Web资源。https://mathworld.wolfram.com/CoinTossing.html

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