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スレタイ 箱入り無数目を語る部屋3



1 名前:132人目の素数さん [2022/08/13(土) 16:51:12.04 ID:d42KNd2H.net]
前スレが1000近くなったので、新スレを立てる

前スレ 箱入り無数目を語る部屋2
https://rio2016.5ch.net/test/read.cgi/math/1629325917/

(参考)
時枝問題(数学セミナー201511月号の記事) 「箱入り無数目」抜粋
純粋・応用数学(含むガロア理論)8
https://rio2016.5ch.net/test/read.cgi/math/1620904362/401
時枝問題(数学セミナー201511月号の記事)
「箱がたくさん,可算無限個ある.箱それぞれに,私が実数を入れる.
どんな実数を入れるかはまったく自由,例えばn番目の箱にe^πを入れてもよいし,すべての箱にπを入れてもよい.
もちろんでたらめだって構わない.そして箱をみな閉じる.
今度はあなたの番である.片端から箱を開けてゆき中の実数を覗いてよいが,一つの箱は開けずに閉じたまま残さねばならぬとしよう.
どの箱を閉じたまま残すかはあなたが決めうる.
勝負のルールはこうだ. もし閉じた箱の中の実数をピタリと言い当てたら,あなたの勝ち. さもなくば負け.
勝つ戦略はあるでしょうか?」

https://mathoverflow.net/questions/151286/probabilities-in-a-riddle-involving-axiom-of-choice
Probabilities in a riddle involving axiom of choice
asked Dec 9 '13 at 16:16 Denis
(Denis質問)
I think it is ok, because the only probability measure we need is uniform probability on {0,1,…,N?1}, but other people argue it's not ok, because we would need to define a measure on sequences, and moreover axiom of choice messes everything up.
(Pruss氏)
The probabilistic reasoning depends on a conglomerability assumption, ・・・and we have no reason to think that the conglomerability assumption is appropriate.
(Huynh氏)
If it were somehow possible to put a 'uniform' measure on the space of all outcomes, then indeed one could guess correctly with arbitrarily high precision, but such a measure doesn't exist.

つづく

758 名前:132人目の素数さん mailto:sage [2022/10/10(月) 17:57:23.59 ID:/bF8CLbh.net]
さて、A = { (d_1,d_2,…,d_100, i)∈Ω|d_i≦max{d_j|j≠i, 1≦j≦100} }
と置く。このとき、「>>690の設定のもとで回答者が勝つ」という事象はまさしく A である。
よって、回答者の勝率は P(A) と書ける。P(A)≧99/100

759 名前:ェ成り立つこと以下で証明する。

その前に、いくつか準備をする。
一般に、集合 X と V⊂X に対して、1_V:X → {0,1} を 1_V(x):= 1 (x∈V), 0 (x∈X−V)
と定義する。この 1_V を、V の指示関数と呼ぶ。

次に、集合 X,Y と W⊂X×Y 及び x∈X に対して、W_x:={ y∈Y|(x,y)∈W } と定義する。
この W_x を、W におけるx切片と呼ぶ。同様にして、y∈Y に対して W_y={x∈X|(x,y)∈W } と定義する。

1_W(x,y)=1_{W_x}(y)=1_{W_y}(x) (x∈X, y∈Y)

が成り立つことに注意せよ。
[]
[ここ壊れてます]

760 名前:132人目の素数さん mailto:sage [2022/10/10(月) 17:58:15.33 ID:/bF8CLbh.net]
さて、>>692 の集合 A に対して、P(A)≧99/100 が成り立つことを証明する。
d=(d_1,…,d_100)∈N_100 を固定するごとに、A の d切片 A_d は

A_d = {i∈I|(d,i)∈A} = {i∈I|d_i≦max{d_j|j≠i, 1≦j≦100} }

と表現できる。i ∈ I={1,2,…,100} の中で、d_i>max{d_j|j≠i, 1≦j≦100}
を満たす i は高々1つしかない。よって、確率空間(I, pow(I), η)において自明に

・η(A_d) ≧ 99/100

が成り立つ。すると、フビニの定理により、P(A) ≧ 99/100 が直ちに従う。念のため書いておくと、

P(A) = ∫_Ω 1_A(ω) dP = ∫_{N_100}∫_I 1_A(d,i) dη dν_100

=∫_{N_100}∫_I 1_{A_d}(i) dη dν_100 = ∫_{N_100} η(A_d) dν_100

≧ ∫_{N_100} (99/100) dν_100 = 99/100

ということ。

761 名前:132人目の素数さん mailto:sage [2022/10/10(月) 17:59:29.86 ID:/bF8CLbh.net]
次に、ID:2LUt7npK 君が想定している計算経路について確認しておこう。D≧1 を任意に取る。
「回答者が選んだ i∈I に対して、封筒 i 以外の99枚の中身の最大値がDである」という事象を B^{D} と置く。

B^{D} = { (d,i)∈Ω|D = max{d_j|j≠i, 1≦j≦100} }

と書けることに注意せよ。特に Ω=∪[D=1〜∞] B^{D} と分解できる。
また、B^{D} は互いに素である。特に、A=∪[D=1〜∞] (A∩B^{D}) と分解できて、
P(A)=Σ[D=1〜∞] P(A∩B^{D}) = Σ[D=1〜∞] P(A|B^{D}) * P(B^{D}) となる。

P(B^{D}) =「回答者が選んだ i∈I に対して、封筒 i 以外の99枚の中身の最大値がDである確率」
P(A|B^{D}) =「回答者が選んだ i∈I に対して、封筒 i 以外の99枚の中身の最大値がDであるときの回答者の勝率」

であるから、これこそ、君の計算経路に一致する。P(A|B^{D}) 及び P(B^{D}) の値を
具体的に算出するのは面倒だが、既に P(A) ≧ 99/100 が示せているので、
Σ[D=1〜∞] P(A|B^{D}) * P(B^{D}) ≧ 99/100 が成り立つことだけは既に確定している。






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