概率的起源和发展

巡山小妖精
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2021年02月23日 08:13
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2021年2月23日发(作者:花芯的刺青)



概率论的起源与发展



一、



概率的起源




三四百年前在欧洲许多国家,


贵族之间盛行赌博之风。


掷骰子 是他们常用的


一种赌博方式。


因骰子的形状为小正方体,


当它被掷到桌面上时,


每个面向上的


可能性是 相等的,


即出现


1


点至


6


点中任何一个点数的可能性是相等的。


有的参


赌者就想:如果同时掷两颗骰子,则点数之和为


9

与点数之和为


10


,哪种情况


出现 的可能性较大?



17


世纪中叶,法国 有一位热衷于掷骰子游戏的贵族德·梅耳,发现了这样


的事实:


将一枚骰子连掷四次至少出现一个六点的机会比较多,


而同时将两枚骰

< br>子掷


24


次,至少出现一次双六的机会却很少。



这是什么原因呢?后人称此为著名的德·梅耳问题。



二、



数学家们参与赌博:



又有人提出了“ 分赌注问题”:两个人决定赌若干局,事先约定谁先赢得


5


局便 算赢家。


如果在一个人赢


3


局,


另一人赢


4


局时因故终止赌博,


应如何分赌


本?诸如此类的需要计算可能性大小的赌博问题提出了不少,


但他们自己无法给


出答案。



参赌者将他们遇到的上述问题请教当时法国数学家帕斯卡,


帕斯卡接受了这< /p>


些问题,


他没有立即回答,


而把它交给另 一位法国数学家费尔马。


他们频频通信,


互相交流,

< p>
围绕着赌博中的数学问题开始了深入细致的研究。


后来,

< br>这些问题被


来到巴黎的荷兰科学家惠更斯获悉,回荷兰后,他独立地进行研究。< /p>



帕斯卡和费尔马两人一边亲自做赌博实验,一边仔细分析计算赌 博中出现


的各种问题,终于完整地解决了“分赌注问题”——



正确的答案是:赢了


4



3


1


的拿这个钱的


,赢了< /p>


3


局的拿这个钱的


。为什么呢?假定他们 俩再赌一局,


4


4


或者


A


赢,或者


B


赢。若是


A


赢满了


5


局,钱应该全归他;


A


如果 输了,即


A



B


各赢


4


局,这个钱应该对半分。 现在,


A


赢、输的可能性都是


1


1


1


3


1

< p>
的钱应该是


×


1+


×


=


;当然,


B


就应 该得




2


2


2


4


4


1


,所以,他拿


2


他们将此题的解法向更一般 的情况推广,


从而建立了概率论的一个基本概念


——数学期望, 这是描述随机变量取值的平均水平的一个量。



三、



概率论的初步形成:



惠更斯经过多年 的潜心研究,解决了掷骰子中的一些数学问题。


1657


年,< /p>


他将自己的研究成果写成了专著《论掷骰子游戏中的计算》


。这本 书迄今为止被


认为是概率论中最早的论著。


因此可以说早期概率 论的真正创立者是帕斯卡、



尔马和惠更斯。这一时期被称为组 合概率时期,计算各种古典概率。



在他们之后,


对概率论这一学科做出贡献的是瑞士数学家族——贝努利家族


的几位成员。< /p>


雅可布·贝努利在前人研究的基础上,


继续分析赌博中的其他问题 ,


给出了“赌徒输光问题”的详尽解法,并证明了被称为“大数定律”的一个定


理,


这是研究等可能性事件的古典概率论中的极其重要的结果。


大数定律证明的


发现过程是极其困难的,


他做了 大量的实验计算,


首先猜想到这一事实,


然后为


了完善这一猜想的证明,雅可布花了


20


年的时光。雅 可布将他的全部心血倾注


到这一数学研究之中,


从中他发展了不 少新方法,


取得了许多新成果,


终于将此


定理证实。



四、著名的“圣彼得堡问题”



171 3


年,雅可布的著作《猜度术》出版。遗憾的是在他的大作问世之时,

< br>雅可布已谢世


8


年之久。雅可布的侄子尼古拉·贝努利也 真正地参与了“赌


博”。


他提出了著名的“圣彼得堡问题”:< /p>


甲乙两人赌博,


甲掷一枚硬币到掷出


正面 为一局。


若甲掷一次出现正面,


则乙付给甲一个卢布;


若甲第一次掷得反面,


第二次掷得正面,乙付给甲


2


个卢布;若甲前两次掷得反面,第三次得到正面,


乙付给甲


5


个卢布。一般地,若甲前


n



1


次掷得反面,第


n


次掷得正面,则乙


需付给甲


2n-1< /p>


个卢布。问在赌博开始前甲应付给乙多少卢布才有权参加赌博而


不 致亏损乙方?尼古拉同时代的许多数学家研究了这个问题,


并给出了一些不同

< p>
的解法。


但其结果是很奇特的,


所付的款数竟为无 限大。


即不管甲事先拿出多少

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