Juomia sekoittamassa

Anonyymi-ap

Tässä palstan matematiikan taitajille haaste. Tämän pitäisi olla helppo, mutta minä en tajua että miten tämä lasketaan.

Joka aamu, henkilö ottaa pullon, johon hän ensin valuttaa vettä.
Sitten hän sekoittaa siihen kupillisen kolatiivistettä, ja toisen kupillisen jaffatiivistettä. Kolalla ja Jaffalla on omat pullonsa, joista saa otettua aina noin 50 kupillista (eli 50 päivittäistä annosta).

Jaffan ja kolan määrän kanssa on joka päivä heittoa satunnaisesti noin 10% "kupillisesta", eli henkilö kaataa joko 10% enemmän tai 10% vähemmän, mutta heitto ei koskaan ylitä noita rajoja. Optimi olisi tietenkin 0 prosenttia heittoa jolloin viimeinenkin kupillinen voidaan kaataa täytenä annoksena pulloon.

Nuo heitot eivät ole riippuvaisia toisistaan, eli voi olla niin että esimerkiksi kolaa ja jaffaa tulee kummastakin kupillisesta eräänä aamuna 10% vähemmän, tai vastaavasti 10% enemmän.

Tämän lisäksi. Jos kola tai jaffapullosta ei saa enää otettua puolta kupillista enempää (<50% annoksesta), täytyy ottaa tilalle uusi pullo.

Tapaus 1. Vanha pullo menee vaihtoon vaikka siellä olisi vähän juomaa jäljellä. Vanhan juoman jämiä ei lisätä uuden pullon ensimmäiseen annokseen!

Tapaus 2. Vanha pullo menee kierrätykseen, ja vanhan pullon jämät lisätään seuraavan pullon ensimmäiseen annokseen!

Eli missä vaiheessa käy niin että kun kupillisia on kaadettu päivittäin tuohon pulloon veden sekaan, että jompi kumpi, jaffa tai kolapullo, ei enää annakaan tarpeeksi, vaan henkilö joutuu avaamaan uuden pullon josta kaataa "kupillinen" joko kolaa tai jaffaa ja jota riittää taas sen noin 50 annoksen ajan?

En osaa tuota laskea ja tätä todistaa, mutta eikö teidänkin mielestä järki sano niin että nuo kaksi tapausta eivät käytännössä eroa toisistaan?

5

235

    Vastaukset

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • Anonyymi

      Ei minunkaan mielestä eroa. Koska kysymys koskee sitä milloin ensimmäisen kerran pullo "loppuu" (eli siellä on alle puoli annosta), niin eihän sillä ole väliä mitä sen jälkeen tehdään.

      Mitenkäs muuten jos pullossa on jäljellä annoksesta 50% - 90% (tai 110%, joka voi maksimissaan myös mennä), niin laitetaanko sitten vaan kaikki ja ensi kerralla otetaan uusi pullo?

      Oletetaanko että tuolla "kupillisen kaadolla" on vaikkapa kolmio jakauma eli tällainen:

      https://www.desmos.com/calculator/ewuam0ckrn

      Ja sitten meillä on näitä i.i.d jonot X1,X2,... ja Y1,Y2,... ja määritellään

      SX_n = X1+...+Xn
      SY_n = Y1+...+Yn
      ja
      N = min(n : max( SX_n, SY_n )>49.5 ).

      Sellainen tunnettu kysymyshän on olemassa että kuinka monta (0,1)-tasajakautunutta lukua pitää summata, jotta vastaus menee yli yhden. Ja se on odotusarvoisesti e. Mutta tässä mennään suurempaan lukuun asti ja on kaksi riippumatonta summaa ja riittää että toinen menee yli. Hmmm...

    • Anonyymi

      Yhdelle pullolle tehtävä saadaan laskettua seuraavasti.
      Oletetaan kupillisen otolle tasajakauma väliltä [0.9, 1.1].
      Päiviä voi mennä väliltä 45 - 55
      Käyttämällä Gil-Pelaez kaavaa:

      https://en.wikipedia.org/wiki/Characteristic_function_(probability_theory)#Inversion_formula

      saadaan n:n kupillisen summan kertymäfunktion arvo pisteessä S laskettua Sage-koodilla:

      0.5+1/3.141592653589793*numerical_integral(lambda t: (exp(-i*t*49.5)*((exp(i*t*1.1)-exp(i*t*0.9))/(i*0.2*t))^n).imag()/t, 0, Infinity)[0]

      arvoille <48 ja >52 todennäköisyys on niin pientä, että numeerinen tarkkuus ei riitä, mutta todennäköisyydet että päiviä menee n, kun n=48,..,52 ovat

      48: 0.00007359
      49: 0.10828406
      50: 0.78095746
      51: 0.11056664
      52: 0.00011825

      Kahdelle pullolle pitäisi sitten laskea (SX_n, SY_n):n kaksiulotteisesta jakaumasta F_n = P(min(SX_n,SY_n) < 49.5). Ja F_{n-1}-F_n on sitten P(N=n). Simulointi antaa seuraavanlaisia arvoja:

      {48: 0.000144, 49: 0.20372, 50: 0.783864, 51: 0.012272}.

      PS. Jos halutaan käyttää muuta jakaumaa kuin tasajakaumaa, niin vaihdetaan sen karakteristinen funktio koodiin `(exp(i*t*1.1)-exp(i*t*0.9))/(i*0.2*t)`:n tilalle.

    • Anonyymi

      Kahden pullon versionhan saa laskettua yhden pullon todennäköisyyksien avulla

      P(max(X,Y)<S) = P(X<S ja Y<S) = P(X<S)*P(Y<S),

      koska X ja Y ovat riippumattomat.

      Lisäksi voidaan tehdä näin: S_n = 0.9n + 0.2(U1+...+Un), missä Uj ~U(0,1). Nyt U1+...+Un noudattaa Irwin-Hall jakaumaa ( https://en.wikipedia.org/wiki/Irwin–Hall_distribution ) ja tämä Sage-koodi laskee tarkat arvot:

      https://pastebin.com/Kdib10Ds

      Muuten, normaaliapproksimaationhan voi tehdä, koska tutkittavat n:n arvot ovat jo suurehkoja: https://www.desmos.com/calculator/tmbemssyjj
      Siinähän käytettävällä "kupillisen" distribuutiolla ei ole väliä, pelkästään sen varianssilla. Tasajakaumalle se on 1/12*0.2^2 = 1/300 ja se on itseasiassa maksimaalinen mahdollinen, kun jakauman kantaja on [0.9, 1.1].

    • Anonyymi

      Höpöhöpö.

    • Anonyymi

      Anna sinä vaan pennulle jaffaa....

    Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.

    Luetuimmat keskustelut

    1. Suureksi onneksesi on myönnettävä

      Että olen nyt sitten mennyt rakastumaan sinuun. Ei tässä mitään, olen kärsivällinen ❤️
      Ikävä
      85
      1748
    2. Perusmuotoiset TV-lähetykset loppu

      Nyt sanoo useiden HD-muotoistenkin kanavien kohdalla äly-TV, ettei kanava ole käytössä, haluatko poistaa sen? Kanavia
      Apua aloittelijalle
      120
      1164
    3. YLE Äänekosken kaupunginjohtaja saa ankaraa arvostelua

      Kaupungin johtaja saa ankaraa kritiikkiä äkkiväärästä henkilöstöjohtamisestaan. Uusin häirintäilmoitus päivätty 15 kesä
      Äänekoski
      58
      1026
    4. No ei sun asunto eikä mikään

      muukaan sussa ole erikoista. 🤣 köyhä 🤣
      Ikävä
      62
      916
    5. Hyvin. Ikävää nainen,

      Että vainoat ja stalkkaat miestäni.onko tarkoituksesi ehkä saada meidät eroamaan?no,siinä et tule onnistumaan
      Ikävä
      74
      836
    6. Mitä mietit Honey?

      Kulta nainen ❤️❤️
      Ikävä
      57
      790
    7. Uskomaton tekninen vaaliliitto poimii rusinoita pullasta

      Korni näytösesitelmä menossa kaupunginvaltuustossa. Juhlia ei ole kokouksista tiedossa muilla, kuin monipuolue paikalli
      Pyhäjärvi
      78
      789
    8. Linnasuolla poliisi operaatio

      Kamalaa menoa taas meidän ihanassa kaupungissa. https://www.uutisvuoksi.fi/paikalliset/8646060
      Imatra
      29
      786
    9. Missä kaikessa olet erilainen

      Kuin kaivattusi? Voin itse aloittaa: en ole vegaani kuten hän. Enkä harrasta tietokonepelejä lainkaan.
      Ikävä
      39
      757
    10. Katsoin mies itseäni rehellisesti peiliin

      Ja pakko on myöntää, että rupsahtanut olen 😆. Niin se ikä saavuttaa meidät kaikki.
      Ikävä
      43
      756
    Aihe