Probability

炸彈在哪裡:如何估計概率,給定行和列總數?

  • September 23, 2019

這個問題的靈感來自 Pokemon Soulsilver 的一個迷你游戲:

想像一下這個 5x6 區域隱藏了 15 顆炸彈(編輯:最多 1 顆炸彈/單元):

總和

現在,在給定行/列總數的情況下,您將如何估計在特定字段上找到炸彈的概率?

如果您查看第 5 列(炸彈總數 = 5),那麼您可能會想:在此列中,在第 2 行找到炸彈的機會是在第 1 行找到炸彈的機會的兩倍。

這種(錯誤的)直接比例假設,基本上可以描述為將標準的獨立性檢驗操作(如卡方)引入錯誤的上下文,將導致以下估計:

卡方

如您所見,直接比例導致概率估計超過 100%,甚至在此之前,也是錯誤的。

所以我對所有可能的排列進行了計算模擬,得出了放置 15 顆炸彈的 276 種獨特可能性。(給定行和列總計)

這是 276 個解決方案的平均值: 計算解決方案

這是正確的解決方案,但由於指數計算工作,我想找到一種估計方法。

我現在的問題是:是否有一種既定的統計方法來估計這一點?我想知道這是否是一個已知問題,它是如何被調用的,以及是否有您可以推薦的論文/網站!

解決方案空間(有效的炸彈配置)可以看作是具有給定度數序列的二部圖集。(網格是鄰接矩陣。)可以使用馬爾可夫鏈蒙特卡羅 (MCMC) 方法在該空間上生成均勻分佈:每個解決方案都可以使用一系列“開關”從任何其他解決方案中獲得,這在您的拼圖公式中看起來像:

$$ \begin{pmatrix} x & - \ - & x \end{pmatrix} \to \begin{pmatrix} - & x \ x & - \end{pmatrix} $$

已經證明這具有快速混合特性。因此,從任何有效配置開始並設置 MCMC 運行一段時間,您最終應該得到解決方案上均勻分佈的近似值,您可以對您正在尋找的概率進行逐點平均。

我只是模糊地熟悉這些方法及其計算方面,但至少這樣可以避免枚舉任何非解決方案。

有關該主題的文獻的開始:

https://faculty.math.illinois.edu/~mlavrov/seminar/2018-erdos.pdf

https://arxiv.org/pdf/1701.07101.pdf

https://www。 tandfonline.com/doi/abs/10.1198/016214504000001303

引用自:https://stats.stackexchange.com/questions/428346

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