Glückspiel!

Erste Frage Aufrufe: 911     Aktiv: 19.09.2018 um 23:43

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Guten Tag Liebe Community, 

ich und ein paar studentenfreunde sitzen vor einer aufgabe die wir als nicht-mathematiker nicht lösen können und bitten um hilfe der Community.

 

Es ist ein fiktives beispiel und wir versuchen rauszufinden ob es eine antwort gibt, und ob diese antwort "ja, möglich..." oder "nein, nicht möglich" ist. 

 

Es handelt sich um ein Glücksspiel das genau mit einer 50 % igen warscheinlichkeit gewinnt oder verliert. Ziel soll es sein einen erwartungswert im positiven bereich zu schaffen, kreeieren. Ich versuche dieses fiktive beispiel und seine paramater zu erklären: 

 

Bei einem startpunkt von 0 bewegt sich ein pfeil stücktweise nach oben oder nach unten! Erreicht er +-15 punkte (oben oder unten) ist das spiel vorbei. Er varriert eine zeitlang zwischen + 15 und - 15 und erreicht dann das ziel! Zu 50 % erreicht er +15 und zu 50% erreicht er - 15. Und zwischenzeitlich bewegt er sich zwischen diesen zielen. Diesen Pfeil der sich bewegt kann man gewichten . Zb pfeil 1 ist 1 euro Wert, sprich erreicht der pfeil -15 zu 50% verlieren wir einen euro . Erreicht der pfeil + 15 (50% warscheinlichkeit) gewinnt man einen euro. Um so mehr spiel mann spielt um so warscheinlicher ist es das man bei 0 euro in diesem glückspiel bleibt, also weder gewinnt noch verliert. Unser ziel ist es raus zu finden ob es möglich wäre immer einen positiven wert auf lange sicht zu generieren also einen positiven erwartungswert zu schaffen, dazu gilt in diesem spiel noch die bedingung das man so viele pfeile bei so vielen punkten öffnen kann wie man will und diese verschieden zu gewichten. 

Sprich: ich öffen einen pfeil beim ausgangspunkt 0! Im verhältniss 1:1 ! Also -15 und +15 ist die warscheinlichkeit 50% für sieg und niederlage... bewegt sich der pfeil nun zwischenzeitlich auf zb. -7.5! Spiele ich ab dort einen neuen pfeil (für den ausgangspunkt auch nej also 0 ist während der erste pfeil schon bei -7.5 steht) die warscheinlichkeit das beide pfeile ab dort -15 erreichen ist für pfeil 1    0.5*0.5 und für pfeil 2.   0.5! Geht der pfeil zum ersten ursprung 0 zurück schliesse ich beide pfeile! Es ist mir frei überlassen wann ich fie pfeile schliesse das ist auch variabel und Die gewichtung ist mir frei überlassen, ich kann pfeil 2 mit 2 euro gewichten bis zum ziel und pfeil 1 mit einem euro! 

Würde bedeuten das wenn der pfeil tatsächlich -15 punkte erreich ich beide glückspiele verloren hätte 

0.5*0.5 × 1

Und 

0.5 × 2

 

Es ist eine sehr komplexe aufgabe hat uns ein mathestudent gesagt den wir dazu gefragt haben und er konnte es uns nicht gleich lösen deshalb frag ich hier um hilfe. 

 

Für weitere fragen stehe ich gerne zu verfügung, und wäre für jeden lösungsweg dankbar!

 

Der mathe student meinte es handelt sich hierbei um numerische statistik! Würden uns wirklich pber jede hilfe freuen. Auch wenn die antwort unmöglich bzw nein ist. Mfg 

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Hallo,

ich bin mir nicht sicher, ob ich dein Spiel richtig verstanden habe. Ich werde daher versuchen, so allgemein wie möglich zu antworten.

Zunächst einmal bewegen wir uns im Bereich der Stochastischen Prozesse bzw. in der Wahrscheinlichkeitstheorie. Insbesondere die Martingale werden uns hier hilfreich sein.

Sofern ich es richtige verstehe ist unser Spiel fair, also Gewinn und Verlust sind gleich wahrscheinlich. 

Seien \(\xi_{i},\ i\in \mathbb{N}\ i.i.d \ mit\ \mathbb{E}\left |\xi_{1} \right |<\infty\)

Definiere \(X_{0}:=c\) (Anfangskapital) und \(X_{n}=c+\sum_{i=1}^{n}\xi_{i}\)

Ist nun Bspw. \(\mathbb{P}\left ( \xi_{i}=-1 \right )=\mathbb{P}\left ( \xi_{i}=1 \right )=\frac{1}{2}\) (Der Spieler Gewinnt/Verliert also einen Euro  mit Wkt. 50%), so bildet

\(\left ( X_{n} \right )_{n\in \mathbb{N}_0}\) ein Martingal bzgl. der Filtration  \(\mathcal{F}_{n}:=\sigma\left ( X_{0},...,X_{n} \right )\).

Wir können also erstmal festhalten, dass \(X_{n}\) ein Martingal ist, solange das betrachtete Spiel fair ist.

Nun gucken wir uns an, wie es sich mit Strategien verhält vlg. Martingal-Transformation. Sei dazu \(\left ( c_{n} \right )_{n\in\mathbb{N}}\) eine vorhersagbare (d.h messbare) Folge.

Unser Guthaben beim Spielen mit Strategie lässt sich nun als \(\left ( c\cdot X\right )_{n}:=X_{0}+\sum_{i=1}^{n}c_{i}\left ( X_{i}-X_{i-1} \right )\) modellieren.  Wir können hier ruhig sagen, dass \(\left | c_{n} \right |<\infty \ \forall n\in \mathbb{N} \) ist.

Man kann nun zeigen, dass wenn \(X_{n}\) ein Martingal ist, so ist auch \(\left ( c\cdot X\right )_{n}\) ein Martingal.

Der Spieler kann sich also mit keiner Strategie bei einem fairen Spiel einen Vorteil verschaffen.

Das sollte deine Frage wohl beantworten :)

Und ja, das ganze war jetzt sehr theoretisch und ich hoffe, dass ich zu dieser späten Stunde keinen Fehler gemacht habe. Hast du noch Fragen?

 

Gruß,

Gauß

 

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Ja, unter den o.g. Bedingungen ist es nicht möglich sich bei einem fairen Spiel einen Vorteil zu verschaffen. Das Spiel bleibt fair und daher bleibt auch der Erwartungswert 0.  

 

Gruß,

Gauß  

 

PS: Das gilt übrigens auch für Submartingale. Ein unfaires Spiel bleibt auch mit Strategie unfair. 

  ─   carl-friedrich-gauss 20.09.2018 um 16:29

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