以已知的获胜概率赢得比赛的概率

我希望读者中有体育迷。 如果您打羽毛球或乒乓球,那么您可能想知道:以已知的获胜概率赢得比赛的概率是多少? 假设您以11:7的比分输给对手。 看来只有4分的差距,但同时却无法赢得比赛。 不走运吗 我建议解决此问题并获得此问题的答案。

与金融数学有间接关系,我知道对于金融数学来说,这样的任务似乎特别简单。 解决该问题的可能方法与计算期权价格的方法非常相似。 但是在这项任务中有一些细微之处对于财务而言是不典型的。 让我们看一下解决方案选项。

首先,我委托我的15岁儿子(使用Python进行一些编程)使用数值方法来解决此问题(使用“一点”关键字)。 我建议他尝试使用二叉树方法(在财务风险中,分析通常称为二项式方法或晶格)和蒙特卡洛。 儿子出人意料地迅速处理了蒙特卡洛,编写了相当紧凑的代码。 如果没有人知道,蒙特卡洛的想法是通过模拟问题并找到答案来进行大量随机抛出。 假设您是第一位玩家。 在这种情况下,我们有可能赢得积分(7 /(11 + 7))〜= 0.39。 我们通过生成范围为[0.,1.]的随机数X来开始游戏。 如果X <0.39,则您赢了积分。 我们将游戏结束,并记下谁赢了。 为了达到可接受的精度,我们多次执行此过程。 在金融领域,通常使用100K到1M的范围,这可以确保8个有效数字的准确性。 我的儿子数到了10K,它立即准确地提供了足够的精度。 但是,我们没有追求这一点,因为为了简单起见,我们决定忽略山羊之战。 也就是说,比分11:10被认为是胜利。 半页的代码足以解决这个问题。 试试看,您会喜欢的。

在蒙特卡洛(Monte Carlo)的帮助下,我对解决方案的简单性不满意,因此决定为我的儿子加载二叉树方法。 他否认了很长时间,并抱怨困难。 他不得不在装备上稍加帮助。

二叉树的结构如下。 我们从0-0开始。 如果第一个玩家赢得了第一分,则向上并向右移动;如果第二个玩家赢得了,则向下并向右移动。 向右移动是从游戏开始到结束的各点移动。 对于一个游戏,下面给出最多三棵完整的树。 中间结果的顶点以蓝色突出显示,黄色代表第一个玩家赢得比赛,绿色代表第二个玩家赢得比赛。



我们从分数0:0开始,其概率为100%。 每次向右过渡都有自己的可能性。 表示第一个玩家p1和第二个玩家p2赢得积分的概率。 自然,总和p1 + p2 =1。我们从头到尾沿着树前进,计算进入该单元格的概率。 对于上层和下层单元,只能从上一级的一个单元进行转换。 例如,只有在2:0之后才能获得3:0的分数。 其余单元的输入来自左侧的两个相邻单元。 例如,当第二位玩家随后赢得积分时,在1:0之后得分为1:1,或者当第一位玩家获胜时为0:1。



峰以蓝色突出显示,命中来自先前一个顶点,黄色为峰-来自两个顶点。 突出显示的单元格指示游戏结束,即其中一位玩家的胜利。 在计算它们时,也只使用一个先前的顶点,因为另一个是当事方的结束,之后不进行过渡。

儿子的问题是使用语言工具来表示这样的树。 有一个图表可以说明问题,但是在Python中,这样做有点困难,或者他不知道。 我本人对此语言几乎不熟悉。 我不得不将这个结构移动到一个数组中,如下所示将其稍微扭曲。



此外,它仍然需要从左到右和从上到下的双循环,计算单元格的概率并考虑边界条件。 它们在if / if / else中强制转换。 好吧,剩下的要总结的是其中一个玩家获胜单元的概率(第二个玩家有可能检查其和为1)。

最后,第三种方法。 游戏的任何最终分数(例如11:7)都意味着一定数量的选项。 统计数据表明这是从7到17的组合数。该值为17!/((17-7)!7!)。 17是该帐户的总得分数减去1,因为最后一点总是为获胜者赢得,也就是说,这个位置不能失去7分。 赢得帐户的可能选项如下(忽略山羊大战)-11:0、11:1,...,11:10。

也就是说,您可以通过将每个获胜分数中所有选项的数量相乘,乘以该结果的概率,来整理出一个获胜分数的所有结果。 该表包含赢得39%点的概率的计算结果。 power1是获胜者提高获分概率的程度,而失败者则提高获得幂数的程度。



以上所有方法均能可靠地工作并给出相同的结果。
总而言之,我将根据赢得点的平均概率给出一张图表,说明在乒乓球(最多11个)和羽毛球(最多21个)中赢得比赛的概率。



蓝色线代表乒乓球,橙色线代表羽毛球。 从图表中可以看出,为了至少有一些机会(〜3%)赢得乒乓球比赛,您需要赢得至少30%的积分。 机率已经达到25%,低于1%。
对于羽毛球,要求甚至更高。 在那里,希望以3%左右的概率获胜的比赛将超过35%。

当然,如果您的每个得分都低于50%,赢得一场比赛(从几场比赛中)的可能性就会大大降低。

有价值的建议会提示自己-为了赢得比赛,您需要努力赢得每一分。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN438882/


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