擲雙骰 - 骰子和滾動
關於骰子影響力的問題一直備受爭議。我個人對此持懷疑態度。當我在2013年回顧這篇回應時,我仍然沒有看到令人信服的證據,表明有人能夠施加足夠的影響力來獲得優勢。
我對這個賭注的疑問是,14.41% 仍然不是「統計上顯著的」 [即 p < 0.05],這通常被認為意味著距離平均值大於兩個標準差 - 或者事件在系列的任一端隨機發生的機率小於*綜合* 5%。
在您可以說結果完全隨機(即結果具有統計意義)的可能性小於 2.5% 之前,需要在 500 次投擲中投出多少個“7”?
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2.5% 的顯著水準是與預期值相差 1.96 個標準差。這可以在 Excel 中使用公式 =normsinv(0.025) 計算得出。 500 次投擲的標準差為 sqr(500*(1/6)*(5/6)) = 8.333。因此,1.96 個標準差等於 1.96 * 8.333 = 16.333 次,比預期值低。 500 次投擲中出現七的預期次數為 500*(1/6) = 83.333。因此,比預期值低 1.96 個標準差等於 83.333 − 16.333 = 67。使用二項分佈檢驗,出現 67 次或更少七的準確機率為 2.627%。
例如,假設索賠人聲稱他平均每擲七次骰子就能擲出一個七。而隨機擲骰子的人平均每擲六次就能擲一個七。透過反覆試驗,我發現,要同時滿足這兩個條件,測試需要擲骰子3600次,並且需要547個或更少的七才能通過,或者每6.58次擲出一個七。
一位七分之一的射手平均應該可以打出514.3個七分,標準差為21.00。使用高斯近似,這位技術嫻熟的射手投出548個或更多七分(假陰性)的機率為5.7%。一位隨機射手平均應該可以打出600個七分,標準差為22.36。一位隨機射手通過測試(假陽性)的機率為0.94%。下圖顯示了技術嫻熟和隨機射手的可能結果。如果結果在綠線左側,那麼我認為該射手通過了測試,我會押注他獲勝。

實際的難題是,如果我們假設每分鐘投擲兩次,那麼進行測試將需要30個小時。或許我可以更自由地設定顯著性水平,以減少時間要求,但結果可能不那麼令人信服。我確實認為,現在是時候進行比500次投擲的黃氏實驗更大規模的測試了。
另請參閱我在mathproblems.info上以矩陣表示的解決方案,問題 204。
| 骰子測試數據 | |
| 骰子總數 | 觀察 |
| 2 | 6 |
| 3 | 12 |
| 4 | 14 |
| 5 | 18 |
| 6 | 23 |
| 7 | 50 |
| 8 | 三十六 |
| 9 | 三十七 |
| 10 | 二十七 |
| 11 | 14 |
| 12 | 7 |
| 全部的 | 244 |
卡方檢定非常適合這類問題。要使用該檢驗,對每個類別取 (ae) 2 /e,其中 a 是實際結果,e 是預期結果。例如,投擲 244 次,總點數為 2 的預期次數為 244×(1/36) = 6.777778。如果您不明白為什麼投擲 2 的機率是 1/36,請閱讀我的骰子機率基礎知識頁面。總點數為 2 的卡方值,a=6,e=6.777778,因此 (ae) 2 /e = (6-6.777778) 2 /6.777778 = 0.089253802。
卡方結果
| 骰子總數 | 觀察 | 預期的 | 卡方檢定 |
| 2 | 6 | 6.777778 | 0.089253 |
| 3 | 12 | 13.555556 | 0.178506 |
| 4 | 14 | 20.333333 | 1.972678 |
| 5 | 18 | 27.111111 | 3.061931 |
| 6 | 23 | 33.888889 | 3.498725 |
| 7 | 50 | 40.666667 | 2.142077 |
| 8 | 三十六 | 33.888889 | 0.131512 |
| 9 | 三十七 | 27.111111 | 3.607013 |
| 10 | 二十七 | 20.333333 | 2.185792 |
| 11 | 14 | 13.555556 | 0.014572 |
| 12 | 7 | 6.777778 | 0.007286 |
| 全部的 | 244 | 244 | 16.889344 |
然後對卡方列求和。在本例中,和為 16.889344。這稱為卡方統計量。 「自由度」的數量比資料中的類別數少 1,在本例中為 11-1=10。最後,在統計表中找出 10.52 的卡方統計量,自由度為 10,或在 Excel 中使用公式 =chidist(16.889344,10)。這兩種方法都會得到 7.7% 的結果。這意味著公平骰子產生如此或更大偏差結果的機率是 7.7%。總而言之,雖然這些結果的偏差程度比預期的要大,但還沒有嚴重到引起人們的懷疑。如果您繼續進行此測試,我建議收集每個骰子的結果,而不是總和。另外要注意的是,如果某一類別的預期結果數量較低,則卡方檢定並不適用。最低預期值5是常見的數字。
是否判定為有效擲骰取決於您所在地區。新澤西州博彩法規 19:47-1.9(a) 規定:
當其中一個或兩個骰子離開桌面,或一個骰子停在另一個骰子上面時,擲骰子無效。 ——新澤西州 19:47-1.9(a)
賓州有完全相同的規定, 即第 537.9(a) 條:
當其中一個或兩個骰子離開桌面,或一個骰子停在另一個骰子上面時,擲骰子無效。 ——PA 537.9(a)
我問過一位拉斯維加斯的骰子荷官,他說如果擲骰子的結果在其他方面都正確,那麼這就算有效擲骰。雖然他從未見過這種情況,但他表示,如果真的發生了,荷官會簡單地移動頂部骰子,看看底部骰子落在哪個數字上。然而,人們可以在不觸碰或查看頂部骰子的情況下判斷底部骰子的結果。方法如下。首先,透過觀察骰子的四個面,你可以將前面兩種可能性縮小到兩種。以下是如何根據這三種可能性來判斷。
- 1 或 6:尋找 3。若高點與 5 相鄰,則 1 位於上方。否則,如果高點與 2 相鄰,則 6 位於上方。
- 2 或 5:尋找 3。若高點與 6 相鄰,則 2 位於上方。否則,如果高點與 1 相鄰,則 5 位於上方。
- 3 或 4:尋找 2。如果高點與 6 相鄰,則 3 位於上方。否則,如果高點與 1 相鄰,則 4 位於上方。
這個問題是在我的同伴網站Wizard of Vegas的論壇中提出並討論的。
這個問題是在 TwoPlusTwo.com 上提出的, BruceZ給了正確的答案。以下解答與 BruceZ 的方法相同,值得稱讚。答案比較難,請仔細閱讀。
首先,考慮預期擲出 2 點的次數。擲出 2 點的機率是 1/36,所以平均需要擲 36 次才能擲出第一個 2 點。
接下來,考慮同時擲出 2 和 3 的預期次數。我們已經知道,平均需要擲 36 次才能擲出 2。如果在等待 2 的過程中擲出了 3,那麼就不需要再擲 3 了。然而,如果沒有,就需要擲更多次才能擲出 3。
擲出三的機率是 1/18,所以如果先擲出二,平均需要額外擲 18 次才能擲出三。假設擲出二的方法只有一種,擲出三的方法有兩種,那麼先擲出二的機率是 1/(1+2) = 1/3。
所以,有1/3的機率我們需要額外擲18次才能擲出3。因此,同時擲出2和3的預期次數為36+(1/3)×18 = 42。
接下來,考慮一下你還需要擲多少次才能擲出4。如果你擲出2和3的時候還沒有擲出4,那麼平均下來還需要擲12次才能擲出1次。這是因為擲出4的機率是1/12。
那麼,先得到四,再得到二和三的機率是多少呢?首先,讓我們回顧一下當 A 和 B 不互斥時的一個常見機率規則:
pr(A 或 B) = pr(A) + pr(B) - pr(A 和 B)
你減去 pr(A 和 B),因為這個偶然性在 pr(A) + pr(B) 中被重複計算了。所以,
pr(2 或 3 之前 4) = pr(2 之前 4) + pr(3 之前 4) - pr(2 和 3 之前 4) = (3/4)+(3/5)-(3/6) = 0.85。
在擲出2和3的過程中,沒有擲出4的機率是1.0 - 0.85 = 0.15。因此,需要額外擲12次的機率為15%。因此,擲出2、3和4的預期次數為42 + 0.15*12 = 43.8。
接下來,考慮一下你還需要擲多少次才能擲出5。當你擲出2到4的時候,如果你還沒有擲出5,那麼平均來說,你需要再擲9次才能擲出1,因為擲出5的機率是4/36 = 1/9。
在得到2、3或4之前得到5的機率是多少?一般規則是:
pr (A 或 B 或 C) = pr(A) + pr(B) + pr(C) - pr(A 和 B) - pr(A 和 C) - pr(B 和 C) + pr(A 和 B 和 C)
因此,pr(2 或 3 或 4 之前 5) = pr(2 之前 5)+pr(3 之前 5)+pr(4 之前 5)-pr(2 和 3 之前 5)-pr(2 和 4 之前 5)-pr(3 和 4 之前 5)+pr(2、3 和 4 之前 5) = (4/5)+(4/6)+(4/7)-(4/7)-(4/8)-(4/9)+(4/10) = 83/90。從 2 到 4 的過程中沒有擲出 4 的機率是 1 - 83/90 = 7/90。因此,有 7.78% 的可能性需要額外擲 7.2 次。因此,擲出 2、3、4 和 5 的預期次數是 43.8 + (7/90)*9 = 44.5。
繼續用同樣的邏輯,計算總數從 6 到 12 的機率。每次計算下一個數字作為最後一個數字之前的機率時,所需的計算次數大約翻倍。當總數達到 12 時,你將需要進行 1,023 次計算。
這是 pr(A 或 B 或 C 或 ... 或 Z) 的一般規則
pr(A 或 B 或 C 或 ... 或 Z) =
pr(A) + pr(B) + ... + pr(Z)
- pr (A 和 B) - pr(A 和 C) - ... - pr(Y 和 Z) 減去兩個事件的每種組合的機率
+ pr (A and B and C) + pr(A and B and D) + ... + pr(X and Y and Z) 將三個事件的每種組合的機率相加
- pr (A 和 B 和 C 和 D) - pr(A 和 B 和 C 和 E) - ... - pr(W 和 X 和 Y 和 Z) 減去四個事件的每種組合的機率然後不斷重複,記住奇數事件的機率加起來,偶數事件的機率減去。對於大量可能發生的事件,這顯然會變得繁瑣,實際上需要電子表格或電腦程式。
下表顯示了每一步的預期點數。例如,擲出 2 需要擲 36 點,擲出 2 和 3 需要擲 42 點。右下角單元格顯示擲出全部 11 個點數的預期次數為 61.217385。
預期擲骰次數問題
| 所需最高數量 | 可能性 | 如果需要的話,預期的捲 | 不需要機率 | 所需機率 | 預計總擲骰數 |
|---|---|---|---|---|---|
| 2 | 0.027778 | 36.0 | 0.000000 | 1.000000 | 36.000000 |
| 3 | 0.055556 | 18.0 | 0.666667 | 0.333333 | 42.000000 |
| 4 | 0.083333 | 12.0 | 0.850000 | 0.150000 | 43.800000 |
| 5 | 0.111111 | 9.0 | 0.922222 | 0.077778 | 44.500000 |
| 6 | 0.138889 | 7.2 | 0.956044 | 0.043956 | 44.816484 |
| 7 | 0.166667 | 6.0 | 0.973646 | 0.026354 | 44.974607 |
| 8 | 0.138889 | 7.2 | 0.962994 | 0.037006 | 45.241049 |
| 9 | 0.111111 | 9.0 | 0.944827 | 0.055173 | 45.737607 |
| 10 | 0.083333 | 12.0 | 0.911570 | 0.088430 | 46.798765 |
| 11 | 0.055556 | 18.0 | 0.843824 | 0.156176 | 49.609939 |
| 12 | 0.027778 | 36.0 | 0.677571 | 0.322429 | 61.217385 |
這個問題是在我的同伴網站Wizard of Vegas的論壇中提出並討論的。
如果有人有確鑿的證據證明骰子有偏差,我很樂意進行檢驗並發表我的結論。我希望看到的證據要么是擲骰子的日誌文件,要么最好是一些實際存在的所謂偏差骰子。
此外,如果賭場使用的骰子確實產生了超過預期的「七」的數量,那麼為什麼這些偵探不知道賭「不通過」和下注賠率的陰謀呢?
- 2或12:1,000
- 3或11:600
- 4或10:400
- 5或9:300
- 6或8:200
我的問題是平均獎金是多少?
點擊以下按鈕看答案。
答案是 1983.33。點擊以下按鈕以取得解決方案。
[/spoiler] 設答案為 x。只要玩家沒有擲出 7,他就能預期未來的勝率總是 x,加上之前的所有勝率。換句話說,擲骰子具有無記憶特性,即無論你已經擲出多少次,你都不會比開始時更接近 7。我不會深入討論骰子機率的基礎知識,但只是說每個總數的機率如下:
- 2:1/36
- 3:2/36
- 4:3/36
- 5:4/36
- 6:5/36
- 7:6/36
- 8:5/36
- 9:4/36
- 10:3/36
- 11:2/36
- 12:1/36
在考慮安慰獎之前,x 的值可以表示為:
x = (1/36)*(400 + x) + (4/36)*(300 + x) + (5/36)*(200 + x) + (5/36)*(200 x +) (3/36)*(400 + x) + (2/36)*(600 + x) + (1/36)*(1000 + x)接下來,將兩邊乘以 36:
36x = (1000 + x) + 2*(600 + x) + 3*(400 + x) + 4*(300 + x) + 5*(200 + x) + 5*(200 + x) + 4*(300 + x) + 3*(400 + x) + x + 236倍=11,200+30倍
6倍=11,200
x = 11,200/6 = 1866.67。
接下來,安慰獎的價值是700*(6/36)=116.67。
因此,獎金的平均贏額為 1866.67 + 116.67 = 1983.33。
[/spoiler]