1685年,伯努利也是以研究赌博术为目的开始写作一部真正奠定“概率论”基础的历史性巨著《猜度术》,在这本著作当中,他创立了概率论中的第一极限定理:“伯努利大数定律”。
“大数定理“与“中心极限定理”一起,成为了现代概率论的基石。这个神奇的“大数定理”用公式进行了严格地证明:在任何看似公平的赌场中,任何一个赌徒输赢的机率看起来是一样的,但是只要长期赌下去,必然会输个精光。避开大数定律,从条件概率这个角度也可以对问题进行阐明。
这个问题是这样叙述的:甲、乙进行赌博,其赌本分别为a及b,若每局赌注为1,而甲、乙在每局中赢的概率分别为p及q、试求甲,乙把赌本输光的概率.
利用两端带有吸收壁的随机游动来模拟整个赌博过程,假定质点在时刻t=0时,位于x=a,代表初始状态时甲的资本,质点总是受到一个外力的随机作用,使位置发生变化,分别以概率p及概率q=1-p向正的或负的方向移动一个单位,而在x=0及x=a+b处各有一个吸收壁,当质点在x=0处吸收时意味着此时甲的资本变为了0,当质点在x=a+b处被吸收时,此时甲获得全部的资本而乙破产。我们来求质点在x=a+b被吸收的概率即乙破产的概率,此时对应。用的是差分方程法。
若以 记质点的初始位置为n而最终在a+b点被吸收的概率.显然
如果某时刻质点位于x=n,这里1≤n≤a+b-l,则它要被x=a+b吸收,有两种方式来实现:一种是接下去一次移动是向右.的而最终被x=a+b吸收;另一种是接下去一次移动是向左的而最终被x=a+b吸收.所以按全概率公式有:
这样,我们得到了关于的一个二阶差分方程,再用边界条件就可以求解:
若记 则又能写成 下面分成两种情况求解:
r=1,即 ,也即对称随机游走的场合,这时 ,因此,若记 则 由于 故有 特别地 也即乙破产的概率
,即 的场合 这时 从而 由于 故有 因此 特别地
1.根据上述等式,我们知道,当两人进行公平赌博时,赌徒甲、乙输光的概率分别为 和 这表明谁的初始赌本大谁就处于有利的地位。
2.若甲乙赌金相同,每局取胜概率均相等,则输光的概率也相等。
3.若甲乙每局取胜概率相等,则谁的赌金多谁赢的概率就大。
4.对手赌金无限。一直赌下去最后一定输光,即所谓“十赌九输”