《概率与数理统计》第3版高等师范院校教材,华东师范大学出版社出版出版发行。第四章随机变量的数字特征例4.26题如下:
一矿工被困在有3个门的矿井中,第一个门通过一坑道,沿此坑道走3小时可使他到达安全地点;第二个门通到使他走5小时后又转回原地的坑道;第三个门通到使他走7小时后回原地的坑道。如设这矿工任何时刻都等可能地选定其中一个门,试问他到达安全地点平均要花多长时间?
解 令ξ表示该矿工到达安全地点所需时间(单位:小时),η表示他最初选定的门,应用全数学期望公式,有
E(ξ)=E[E(ξ|η)]
=E(ξ|η=1)P(η=1)+E(ξ|η=2)P(η=2)+E(ξ|η=3)P(η=3)
=1/3[E(ξ|η=1)+E(ξ|η=2)+E(ξ|η=3)],
又 E(ξ|η=2)=5+E(ξ);
E(ξ|η=3)=7+E(ξ);
从而 E(ξ)=1/3[3+5+E(ξ)+7+E(ξ)].
解得 E(ξ)=15.
所以他到达安全地点平均要花15小时。
初看,从“设这矿工设这矿工任何时刻都等可能地选定其中一个门”这一假设出发,这解没什么不对。但回过头来试问大家,如果是你被困在矿井里了,你会盲目的“设这矿工任何时刻都等可能地选定其中一个门”吗?我们就对标记过的错误的门作上记号,解如下:
解 令ξ表示该矿工到达安全地点所需时间(单位:小时),η表示他最初选定的门,应用全数学期望公式,有
E(ξ)=E[E(ξ|η)]
=E(ξ|η=1)P(η=1)+E(ξ|η=2)P(η=2)+E(ξ|η=3)P(η=3)
=1/3[E(ξ|η=1)+E(ξ|η=2)+E(ξ|η=3)],
又 E(ξ|η=2)=5+1/2×(3+7);
E(ξ|η=3)=7+1/2×(3+5);
从而 E(ξ)=1/3[3+5+1/2×(3+7)+7++1/2×(3+5)].
解得 E(ξ)=8.
所以他到达安全地点平均要花8小时。
又看,如果我们不盲目的“任何时刻都等可能地选定其中一个门”,对走过的错误的门作上记号,走到安全地点就从15个小时缩减为8个小时。中间7小时之差意味着什么?——生命!千里之堤毁于蚁穴,告诉我们要注重细节,考虑严谨。今天我们对题作假设,明天我们是不是可以对其它乃至生命也作假设呢?
再看,愿题中给出第二个门通道需要5小时返回原处,第三个门需要7小时返回原处。而题中已经给出正确的通道只需要3个小时,试问如果你在错误的通道中“跋涉”超过3小时,或者4小时,或者更多,明知道这样走下去是错,你还会继续向前走吗?请主编注意,我们不是低能儿。谢谢!
这就得考虑两种情况,如果选择第二门,返回原地需要5小时。如果我们行走3小时没到达安全地点然后原路返回则共需6小时,而一直走完第二通道也只需要6小时。显然我们也不能盲目的行走超过3小时就原地返回。同理,如果选择第三门我们则可以节约1个小时。那究竟该怎么判断呢?这就得返回条件概率的立场上去解决。即便我们第一次选择是盲目的,那我们干脆就把它走通吧,如果运气好直接从第一门经过3小时后到达安全地点。(上帝保佑聪明De好孩子)。运气不好则有可能选择第二门或者第三门,没得说,第二门经过5小时返回原地;第三门经过7小时返回原地。请注意,如果第一次选择的是第二门经过5小时返回原地,那么还剩下第一门经过3小时到达安全地点和第二门经过7小时返回原地。这时候我们有理由确定在经过3小时以上还没到达安全出口的门就是错误的第三门,那么请止步吧,回头是岸。运气最不好则首先选择了第三门(或许是这类人平时就喜欢误导他人,RP低了,上帝给了他一碗最难喝的粥)。如果是这样,那么请你老老实实的再去碰一次运气吧!只要别又重新进了第三门就阿弥陀佛了。解法下:
解 令ξ表示该矿工到达安全地点所需时间(单位:小时),η表示他最初选定的门,应用全数学期望公式,有
E(ξ)=E[E(ξ|η)]
=E(ξ|η=1)P(η=1)+E(ξ|η=2)P(η=2)+E(ξ|η=3)P(η=3)
=1/3[E(ξ|η=1)+E(ξ|η=2)+E(ξ|η=3)],
又 E(ξ|η=2)=5+1/2×(3+6);
E(ξ|η=3)=7+1/2×(3+5);
E(ξ)=1/3[3+5+1/2×(3+6)+7+1/2×(3+5)].
解得 E(ξ)≈7.8
到达安全地点平均要花7.8小时。
一矿工被困在有3个门的矿井中,第一个门通过一坑道,沿此坑道走3小时可使他到达安全地点;第二个门通到使他走5小时后又转回原地的坑道;第三个门通到使他走7小时后回原地的坑道。如设这矿工任何时刻都等可能地选定其中一个门,试问他到达安全地点平均要花多长时间?
解 令ξ表示该矿工到达安全地点所需时间(单位:小时),η表示他最初选定的门,应用全数学期望公式,有
E(ξ)=E[E(ξ|η)]
=E(ξ|η=1)P(η=1)+E(ξ|η=2)P(η=2)+E(ξ|η=3)P(η=3)
=1/3[E(ξ|η=1)+E(ξ|η=2)+E(ξ|η=3)],
又 E(ξ|η=2)=5+E(ξ);
E(ξ|η=3)=7+E(ξ);
从而 E(ξ)=1/3[3+5+E(ξ)+7+E(ξ)].
解得 E(ξ)=15.
所以他到达安全地点平均要花15小时。
初看,从“设这矿工设这矿工任何时刻都等可能地选定其中一个门”这一假设出发,这解没什么不对。但回过头来试问大家,如果是你被困在矿井里了,你会盲目的“设这矿工任何时刻都等可能地选定其中一个门”吗?我们就对标记过的错误的门作上记号,解如下:
解 令ξ表示该矿工到达安全地点所需时间(单位:小时),η表示他最初选定的门,应用全数学期望公式,有
E(ξ)=E[E(ξ|η)]
=E(ξ|η=1)P(η=1)+E(ξ|η=2)P(η=2)+E(ξ|η=3)P(η=3)
=1/3[E(ξ|η=1)+E(ξ|η=2)+E(ξ|η=3)],
又 E(ξ|η=2)=5+1/2×(3+7);
E(ξ|η=3)=7+1/2×(3+5);
从而 E(ξ)=1/3[3+5+1/2×(3+7)+7++1/2×(3+5)].
解得 E(ξ)=8.
所以他到达安全地点平均要花8小时。
又看,如果我们不盲目的“任何时刻都等可能地选定其中一个门”,对走过的错误的门作上记号,走到安全地点就从15个小时缩减为8个小时。中间7小时之差意味着什么?——生命!千里之堤毁于蚁穴,告诉我们要注重细节,考虑严谨。今天我们对题作假设,明天我们是不是可以对其它乃至生命也作假设呢?
再看,愿题中给出第二个门通道需要5小时返回原处,第三个门需要7小时返回原处。而题中已经给出正确的通道只需要3个小时,试问如果你在错误的通道中“跋涉”超过3小时,或者4小时,或者更多,明知道这样走下去是错,你还会继续向前走吗?请主编注意,我们不是低能儿。谢谢!
这就得考虑两种情况,如果选择第二门,返回原地需要5小时。如果我们行走3小时没到达安全地点然后原路返回则共需6小时,而一直走完第二通道也只需要6小时。显然我们也不能盲目的行走超过3小时就原地返回。同理,如果选择第三门我们则可以节约1个小时。那究竟该怎么判断呢?这就得返回条件概率的立场上去解决。即便我们第一次选择是盲目的,那我们干脆就把它走通吧,如果运气好直接从第一门经过3小时后到达安全地点。(上帝保佑聪明De好孩子)。运气不好则有可能选择第二门或者第三门,没得说,第二门经过5小时返回原地;第三门经过7小时返回原地。请注意,如果第一次选择的是第二门经过5小时返回原地,那么还剩下第一门经过3小时到达安全地点和第二门经过7小时返回原地。这时候我们有理由确定在经过3小时以上还没到达安全出口的门就是错误的第三门,那么请止步吧,回头是岸。运气最不好则首先选择了第三门(或许是这类人平时就喜欢误导他人,RP低了,上帝给了他一碗最难喝的粥)。如果是这样,那么请你老老实实的再去碰一次运气吧!只要别又重新进了第三门就阿弥陀佛了。解法下:
解 令ξ表示该矿工到达安全地点所需时间(单位:小时),η表示他最初选定的门,应用全数学期望公式,有
E(ξ)=E[E(ξ|η)]
=E(ξ|η=1)P(η=1)+E(ξ|η=2)P(η=2)+E(ξ|η=3)P(η=3)
=1/3[E(ξ|η=1)+E(ξ|η=2)+E(ξ|η=3)],
又 E(ξ|η=2)=5+1/2×(3+6);
E(ξ|η=3)=7+1/2×(3+5);
E(ξ)=1/3[3+5+1/2×(3+6)+7+1/2×(3+5)].
解得 E(ξ)≈7.8
到达安全地点平均要花7.8小时。
