Блог им. Buybuy

Казиношная задачка - specially for Vincent Demidoff (нелюбитель математики)

Доброй ночи, коллеги!

Ну, раз математика ничего не стоит в трейдинге — попробуем применить ее в реальной жизни.
Итак — поздней ночью мы зашли в казино.
Выбрали рулетку и сделали 100,000 бросков (попросили крупье быть пошустрее). Зеро заклеили скотчем — выпадает только красное и черное.
Потом повторили этот эксперимент 100500 раз. Получили 100500 различных траекторий (красное +1, черное -1)

ВОПРОСЫ:
1. Какой процент из 100500 траекторий вернется в нулевую точку? (красное выпадет примерно столько же раз, что и черное)
2. Как будет устроена типичная траектория?

С уважением
1.2К | ★3
28 комментариев
При таком случайном блуждании типичная траектория всё реже и реже будет возвращаться в нулевую точку, так что будут периоды затяжного выигрыша и проигрыша. При этом, основное время траектория будет проводить вдали от нулевой точки и «казаться нечестной». Для тех, кто хочет разобраться, почему это так, стоит почитать про закон арксинуса.

Математическое моделирование приводит примерно к таким графикам.Примеры траекторий случайного блуждания

avatar
_sk_, уважаемый

Вы абсолютно правы.
Однако все еще страннее — у типичной траектории экстремум будет приходиться на начало или конец.
В частности, типичная траектория — заведомо выигрышная или заведомо проигрышная.

С уважением
avatar
Поскольку многоуважаемый мэтры молчат, позволю себе высказать предположение. Если зеленых и красных одинаковое количество, 18 красных и 18 зеленых, и все они расположены равномерно, т.е. заклеенных зеро просто не существует, то модель по-сути ничем не отличается от подбрасывания монетки: 

E[S(t)] = 0

Через большое количество шагов, результат будет нормально распределен относительно нуля. Т.е. процент около нуля можно найти по формуле плотности вероятности для нормального распределения:


сигма = 1, Мю = 0, x = 0, получаем 1 / SQRT(2*pi) = 0,3989422804, т.е. примерно 40% будет сходится к нулю. 
avatar
Dmitryy, и все же прав уважаемый _sk_

К сожалению, решение неэлементарное.

С уважением
avatar
Мальчик Buybuy, с уважением конечно, но прошу просветите, что я делаю не так, буду благодарен.

Создал следующий код для моделирования (в LINQPad):

var rnd = new Random();
var arr = new List<int>();

for (var j = 0; j < 105000; j++)
{
  var sum = 0;

  for (var i = 0; i < 100000; i++)
  {
    sum += rnd.Next(0, 2) > 0? 1: -1;
  }

  arr.Add(sum);
}

arr.Dump();


Подождал примерно 5 минут, скопировал в эксель и получил такую гистограмму:

avatar
Dmitryy, Вы правы — ерунду написал

Хвосты, конечно, распределятся нормально, т.к. у C(T) такая же форма распределения, что и у C(1).
Правильно написать, что большую часть времени траектория проведет в минусе или в плюсе.

Мои извинения
avatar
Мальчик Buybuy, о, спасибо, теперь мне понятнее.
avatar
Dmitryy, тем не менее

Большинство траекторий вернется в полосу +-СКО*корень(T), а не к начальному значению )))

С уважением
avatar
Мальчик Buybuy, а как тут правильно посчитать СКО?
avatar
Dmitryy, элементарно

Если случайная величина с вероятностью 1/2 принимает значение 1, а с вероятностью 1/2 принимает значение -1, то и дисперсия, и СКО = 1.

С уважением
avatar
Мальчик Buybuy, да, это для моделирования одного случая из 100,000, а у нас 100,500 таких случаев, или это я уже смешиваю не смешиваемое)
avatar
Мальчик Buybuy, кстати если отсортировать результаты эксперимента, и построить график, получится нечто подобное графику арксинуса:



Совпадение?

avatar

Dmitryy, Вы неправильно прикинули дисперсию после 100500 бросков.

 

Даже из Вашей формулы видно, что вероятность оказаться в малой окрестности нуля исчезающе мала (и ее надо считать не подстановкой параметров в плотность вероятности, а интегрированием по интервалу).


Далее, поскольку дисперсия распределения растет как N, то искомая вероятность стремится к 0 с ростом числа бросков. Думаю, можно даже прикинуть скорость сходимости.

avatar
«Что нам делать с пьяным матросом?»
Борис Гудылин, элементарно

Пусть 105000 матросов сделают 100000 шагов каждый
Тогда практически ни один из них через 100000 шагов не вернется в начало

С уважением
avatar
Мальчик Buybuy, спасибо.
Борис Гудылин, и здесь ошибся

Сегодня в п.1 в роли «пьяного матроса» выступил я (((

Мои извинения
avatar
Мальчик Buybuy, тем не менее

Большинство матросов вернется в полосу +-СКО*корень(T), а не к начальной точке )))

С уважением
avatar
Борис Гудылин, Какую разновидность задачи следует рассматривать?
1) Когда матрос движется из точки А в точку В, так сказать «по коридору», или
2) Когда матрос может двигаться на все 360 градусов.
avatar
Ed-ti, не совсем понимаю, почему вопрос адресован мне.

Не стоит себя ограничивать, добавьте еще и трехмерный вариант.
1) уже в основном разобран, выше приведена красочная развертка по времени.
Эта задачка в разных вариантах неоднократно обсуждалась на SL.
Мне такие не очень нравятся, занимаюсь ими только по необходимости.
Как ни странно, единственное, что у меня оказалось в руках при первом знакомстве с графиками 10 лет назад, это был тот самый корень(T) и неконкретное ощущение фрактальности.
На закон арксинуса намекаете 
avatar
А. Г., так точно

В слабой и сильной форме.
Не хотел начинать, просто тут один опционный коллега постоянно на полном серьезе утверждает, что 2/3 траекторий неизбежно возвращаются к «центральному страйку»… Имеется в виду не в итоге, а именно доля модельных траекторий одинаковой длины.
А с интуицией в ТВ напряжно. У меня уж точно. Проще посчитать (((

С уважением
avatar
Мальчик Buybuy, для процесса с отрицательными корреляциями соседних приращений и должен возвращаться чаще, а вот с нулевыми — вряд ли такая доля будет. Так что от свойств процесса зависит частота «возврата».
avatar
А. Г., не, ну я же не шутил )))

smart-lab.ru/blog/532863.php

С уважением
avatar
Мальчик Buybuy, я с трудом воспринимаю описание математических моделей словами. Я даже если книжки по трейдингу листаю и не вижу хотя бы одной формулы или таблицы с цифрами на 5 страниц в среднем, то закрываю и кладу обратно на полку книжного магазина.
avatar
А. Г., та же ерунда

Вопреки заявлению Эйнштейна, на пальцах можно объяснить далеко не все.

С уважением
avatar

Черт.
Только собирался пилить пост с моделированием и картинками.
А уже все разжевано, оказывается.

=) Вы мне сэкономили много времени на подготовку материала, благодарю.

 

А коллеге Дмитрий Новиков предлагаю взглянуть на ситуацию двумя другими способами.

 

с1. Бросаем 100 миллионов раз. Траектории являются СВ с распределением N(0, 10000)

Чтобы посчитать вероятность оказаться около нуля предлагаю определить понятие "около" как "0.001*СКО". В нашем случае это 10.

 

Итого, прошу коллегу Дмитрий Новиков посчитать вероятность того, что после 100 миллионов бросков СВ окажется в отрезке [-10; 10].


На всякий случай напоминаю, что если СВ является N(0,10000), то вероятность надо вычислять интегрированием Phi(x|0,10000) по заданному интервалу.

 


с2. Концы траекторий действительно стоят то слева от нуля, то справа.

Поэтому визуально возникает неправильное интуитивное ощущение, что самый вероятный исход для конца траектории — нуль.

 

Чтобы объяснить своей интуиции в чем она облажалась, надо рассмотреть не облако «концов», а поставить задачу формально и изучить распределение другой случайной величины.

 

Вместо изучения суммы (обозначим S), надо изучить "расстояние до нуля".
То есть |S|


ПС И реверанс господину Борис Гудылин :

Можно бросить шарик 100 миллиардов раз, даже триллион раз. Даже гуглион раз. Тем не менее, итоговое распределение останется дискретным с шагом 1.


При этом если количество бросков нечетно, то сумма никогда не окажется в нуле.
S всегда будет >= +1 или <=(-1).

 

Выражаясь формально, S принадлежит множеству Z\{0}

avatar
ch5oh, думаю всё же, еще один пост не будет лишним, тем более здесь коллеги уже не прочтут)
avatar

Читайте на SMART-LAB:
Фото
Календарь первички ВДО и розничных облигаций (ПКО СЗА купон 25,5%)
📍  ПКО СЗА БО-06   (для квал. инвесторов,  BB–|ru| , 200 млн руб., ставки купона 25,25%, YTM 28,39%, дюрация 2,14 года)....
Фото
🧸 Как российский рынок акций проводит День медведя?
27 февраля — Международный день белого медведя. Мы заглянули в историю с момента появления праздника в 2008 году и вот что обнаружили....
Инвестиции без спешки: торгуем в выходные
Рынок часто движется импульсами, и тем важнее оценивать активы без спешки, не отвлекаясь на инфошум. Для этого отлично подходят выходные дни. В...
Фото
Ростелеком. МСФО за Q4 2025г. Всё неплохо… но всё равно печально…
Компания Ростелеком опубликовала финансовые результаты за 4 квартал 2025г.: 👉Выручка — 270,5 млрд руб. (+15,6% г/г) 👉Операционные...

теги блога Мальчик buybuy

....все тэги



UPDONW
Новый дизайн