Citat:
Ursprungligen postat av Apostrophe
Två vänner spelar tärning och bestämmer sig för att fortsätta spela i oändligheten.
Person A vinner 1 poäng om det blir en 1:a på tärningen och person B vinner 1 poäng om det blir en 2-6:a på tärningen. Detta gör att oddset är 1/5 till person B's fördel. Men med tanke på att de spelar i en oändlighet så har ingen egentligen någon fördel, i och med att person A alltid kommer att komma ikapp oavsett hur dåliga oddsen är?
Vad menar du med fördel? Med fördel menas vanligen att man har bättre chans att vinna, men här så tar ju spelet aldrig slut, så ingen vinner. Så vad menar du?
Ett sätt att se på det är att B vinner om differensen (B:s poäng - A:s poäng) går mot oändligheten i gränsvärdet när antalet slag går mot oändligheten, A vinner om differensen går mot minus oändligheten, och det blir oavgjort annars.
I så fall så kommer B vinna med 100% sannolikhet, så nog kan man säga att B har en fördel, vilket kan ses enligt följande:
Låt slumpvariabeln D_n vara (B:s poäng efter omgång n - A:s poäng efter omgång n)/2. Så D_(n+1) är alltså D_n + 1 om tärningen visade 2-6 vid omgång n+1, och D_n - 1 om tärningen visade 1.
Låt A_n beteckna händelsen att D_n < 0. Då kan vi explicit räkna ut att
[; P(A_n) = \sum_{i=0}^{\lfloor n/2 \rfloor} \binom n i \left(\frac 56\right)^i \left(\frac 16\right)^{n-i} ;]
Struntsamma egentligen. Poängen är då att vi kan begränsa denna sannolikhet uppåt, term för term:
[;P(A_n) = \sum_{i=0}^{\lfloor n/2 \rfloor} \binom ni \left(\frac 16\right)^n 5^i \\
\leq 5^{\lfloor n/2 \rfloor} \left(\frac 16\right)^n \sum_{i=0}^{\lfloor n/2 \rfloor} \binom ni \\
= 5^{\lfloor n/2 \rfloor} \left(\frac 16\right)^n 2^{n-1} \\
\sim \frac 12 \left(\frac{\sqrt 5}3\right)^n\text. ;]
Eftersom sqrt(5)/3 < 1, så följer att
[; \sum_{n=0}^\infty P(A_n) < \infty\text, ;]
och det är det som är relevant för den fortsatta diskussionen.
Låt nu B beteckna händelsen att det finns oändligt många n sådana att A_n händer. Det vill säga, att spelare A kommer ligga på plus oändligt många gånger i spelet. Genom att applicera
detta enkla lemma, så får vi att P(B) = 0.
Detta visar att det med sannolikhet 1 existerar ett N så att D_n ≥ 0 för alla n ≥ N. På liknande sätt kan man visa, för godtyckligt d, att det existerar ett N så att D_n ≥ d för alla n ≥ N. Eftersom detta gäller för alla d, så följer (av definitionen av gränsvärde) att
[; P(D_n \rightarrow \infty) = 1 ;]
dvs att B vinner med sannolikhet 1.