16-3 把“大致相同”模型转换为成连续化的“均匀分布”
赌盘的概率模型,是把整数1~36出现的概率设定为“大致相同”。而若是把这个模型扩展为(连续的)无限个基本事件 ,就形成了“均匀分布” 的概率模型。
下面我们来想象一下这个虚构出来的赌盘:在圆周上绘制0≤x ≤1范围内所有的x 。之后,截取截线段中0~1之间的部分,并把它想象成车轮形状的圆形,这就是基本的“均匀分布”的概率模型。本书中,将该模型称为[0,1]-赌盘模型(该名称仅在本书成立)。
在该概率模型中,“在0≤x ≤1范围的数值中,随机抽取一个x ”,正对应了抛硬币随机出现“正面”或“反面”,以及掷骰子随机出现点数1~6的结果。
但该模型与之前的模型相比有着很大的差异,体现在概率的分配方式上。
如果模仿之前的抛硬币和掷骰子的例子,将0.4或0.73等x 的数值作为事件,并将{0.4}或{0.73}等作为基本事件,那么,应该为其分配“大致相同”的概率。然而,对于[0,1]-赌盘模型来说,这种方法并不合适,而这又是为什么呢?
这里需要用到标准化条件的概念。在概率模型中,所有事件的概率之和为1。假设对于每一个x ,都为事件{x }分配相同的概率a,由于在0≤x ≤1的范围中有无数个x ,那么,则必须满足以下公式:
(对于满足条件0≤x ≤1的所有x ,{x }的概率之和)
=(无限个a的和)=1
并且,如果不满足a=0,就会出现矛盾。但如果a=0的话,就会产生两个困难。
第一个困难: “无限个0相加等于1”的含义是什么?
第二个困难: 对满足条件0≤x ≤1的每个x ,假设它的概率为p({x })=0。那么,应该怎样计算满足条件0≤x ≤0.5时,抽取出x 的概率呢?
上述两个困难的难度系数都不小,那么,为了避开它们,我们需要调整之前设定概率的方式为以下方式:
在[0,1]-赌盘模型中的概率的设定
在[0,1]-赌盘模型中,t的取值范围为0<t≤1,把[大于0且小于等于1的数值]的集合设为基本的事件。也就是说,将E={满足条件0≤x <t的x }设为基本事件。之后,为事件E分配概率为p(E)=t。最后,把事件E简略地记为(0≤x <t),其概率p(E)简略地记为p(0≤x <t)。
例如,若t=0.5,那么事件{0≤x <0.5}则表示“选取一个大于等于0且小于0.5的数值”。如果用赌盘来解释,则表示:球落在0≤x <0.5范围内的号码中。这一范围内,能够由此做出比率占“一半”的判断。那么,如果设置其概率为0.5(=t),也是符合“大致相同”观点的逻辑的。同理,若t=0.7,那么事件“0≤x <0.7”可以看作是“0≤x ≤1的70%”,因而设定事件E的概率为0.7(=t)是再自然不过的事了。如果用图表16-3 这样的面积图来分析,就会发现该方法与我们一直以来掌握概率的方法,其实是一脉相承的。
图表16-3 [0,1]-赌盘的概率
