【暗黑2:狂賭】二項分布與泊松分布

經(jīng)過1周的賭戒指初步探索,我覺得這個系列足夠做很長很長時間的工作了,在此把一些所思所想和大家來進(jìn)行一些分享,既然選擇了公開發(fā)表,那么必然就不在意各種評論,只要傳達(dá)我想傳達(dá)的就可以了。

精簡版:
對于以94級角色賭戒指為例(其實賭戒指不需要這么高等級):
1)亮金戒指適合用二項分布來描述
2)暗金戒指適合用泊松分布來描述
注:因為綠色戒指沒用,藍(lán)色戒指除了高mf、fcr/6lm巴哈姆特這幾種其余也沒用。
注2:概率僅供參考,并不能真實預(yù)測具體每一次的結(jié)果;說白了就是信不信隨意啦啦~~~~~~~~

以下是推算與估計,有興趣的朋友可以來玩味一下:
????二項分布,也叫0-1分布,也就是通常說的“拋硬幣問題”,如果說拋1次硬幣,A面向上的概率是p,那么拋n次硬幣,問“k次向上的概率是多少?”
????根據(jù)二項式定理的展開式,我們很容易得到二項分布的概率公式,也就是如下:

????一般地,二項分布針對的是n次獨立試驗,每次試驗有且只有2個結(jié)果(A或B),且每次發(fā)生事件A的概率均為p。數(shù)學(xué)期望易得出為E=np。
????以賭博買到亮金戒指概率為0.1為例,那么買1000個戒指,數(shù)學(xué)期望自然是E=np=100,那么獲得100個亮金戒指的概率如何呢??

????乍一看覺得很低是嗎,這說明,正好買出100個亮金戒指的概率是很低的,但買出80-120個亮金戒指的概率:

????就很高,所以概率并不預(yù)測每一次的具體結(jié)果,但是可以告訴我們大概率發(fā)生的事件是什么,也就是說如果我們買1000個戒指,獲得80-120亮金戒指的概率高達(dá)97%,雖然看起來沒什么用,但我們可以知道,想要人品爆炸,買出150個,200個亮金戒指或者人品敗盡只有三五十個也都是幾近不可能的。如果用圖像表示,那么就是這樣:

????但,暗金戒指,用這種方法估計并不是一個明智的選擇,理由是:
暗金戒指的掉率1/2000實在是一個太小的數(shù)字。
????我們曾經(jīng)在賭海鷗的文章中說過,面對1/2000的概率,如果賭2000次,那么獲得海鷗得概率是1-e^-1=63.21%,也就是2/3不到,這其實是一種最初的認(rèn)識。
????事實上,數(shù)學(xué)上,早就有人對這種二項分布中的特殊情形,“小概率事件”的二項分布進(jìn)行研究,這便是大名鼎鼎,我大二一直當(dāng)時沒搞懂全靠死記硬背的泊松分布。
????泊松分布實為二項分布的極限特例,它是在二項分布上作了兩點近似:
????①n→+∞,②p→0
????即n是一個很大的數(shù),也就是說試驗次數(shù)非常非常多,而p概率是一個很小很小的數(shù),而我們知道二項分布的數(shù)學(xué)期望是E=np,這里就定義了一個新變量,也就是泊松分布中的λ,定義為:λ=np。
????我們從二項分布的概率公式出發(fā):

????展開組合數(shù),代入λ=np,消去n,可得:

????由于n是一個非常非常大的數(shù),而k,也就是小概率事件發(fā)生的次數(shù),往往是一個很小的整數(shù),如1,2,3,4,5,6;換算到游戲里,例如“賭出1個喬丹的概率”類似這樣,因此n(n-1)(n-2)···(n-k+1)可以看作是k個n的乘積,即:

????根據(jù)冪的運算法則,回代λ=np,同時對(1-p)^(λ/p-k)進(jìn)行變形:

? ? 我們知道,根據(jù)兩個重要極限之一自然對數(shù)的底數(shù)e的定義,由于小概率事件前提“p趨向于0”,那么式7可以進(jìn)一步變形為:

整理后,即可得到著名的泊松分布的概率公式:


????由此,我們可以發(fā)現(xiàn):
????“刷裝備”本質(zhì)上是一種伯努利試驗,它服從二項分布;而“刷稀有裝備”本質(zhì)上是二項分布的一種極限特例,用泊松分布來描述更合適。
????從計算上說,泊松分布的計算更加簡便,下面我們以以前考慮過的“1/2000概率賭海鷗匕首,賭2000次獲得海鷗匕首”為例,用兩種分布公式進(jìn)行求解:
????二項分布:

????泊松分布(此例中λ=np=2000*1/2000=1):

????進(jìn)一步可以求出,二者的誤差僅為0.00015,可以說,此時使用泊松分布是很方便了。
????下面我們來討論一下“小概率”應(yīng)該是多小,才叫?。?br>
????我們來討論λ=np=1時,使用二項分布和泊松分布求解p(x>0)的結(jié)果及誤差:

????用對數(shù)坐標(biāo)畫圖:

結(jié)合圖2、表1可以看出:
????1)泊松分布計算出的值偏小,即小于準(zhǔn)確值二項分布
????2)隨著n不斷增大,二項分布的值越來越接近泊松分布
????3)約n>100時,圖像上肉眼幾乎不可見,二項分布約等于泊松分布
再結(jié)合誤差分析,我個人的結(jié)論是:
????i) 我理解的小概率事件,是指發(fā)生概率<1%(即上文n>100)的事件
????ii) 小概率事件用泊松分布估計更方便,概率越低,誤差越小。以賭暗金物品為例(n=2000),使用泊松分布估計誤差僅為0.00015,即不到0.015%。

后記:
????這篇文章算是一段時間以來的所思所想了,想起大四當(dāng)初第一次看到63.21%這個結(jié)果,激動得覺得發(fā)現(xiàn)了新世界,結(jié)果最近重新審視,發(fā)現(xiàn)居然就是大二概率課上學(xué)過的泊松分布,只可惜我當(dāng)時一直不理解泊松分布為什么如此,從來都是死記硬背,居然在暗黑2整出這一套,這我屬實沒想到。
????回想一下暗黑2給我?guī)淼目鞓肪烤乖诤翁?,我覺得這種快樂是復(fù)雜的:除了爆裝備,賣貨掙符文的快感;體驗游戲機制似乎也讓我樂在其中。
????我希望自己可以長期驗證一下這個機制,感謝大家一直以來的支持,我也會努力做出更高質(zhì)量的內(nèi)容回饋大家,希望大家繼續(xù)支持啦~
????祝大家游戲愉快!