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无记忆进程

在概率论中,我们经常会遇到一种特殊的随机过程,即无记忆进程。所谓无记忆进程,是指一个随机过程的下一步状态只与当前状态有关,而与过去的状态无关。

比如张三和李四进行扔硬币的游戏,两个人轮流扔,谁先扔到正面谁就赢。如果张三先扔,那么张三的胜率是多少呢?

第一次投掷,如果张三扔出正面,则张三胜;如果张三扔出反面,则轮到李四扔,此时李四有50%的概率扔出正面,李四胜;还有50%概率扔出反面,则重新轮到张三扔。

请注意,当第二次轮到张三扔的时候,张三的胜率仍然和第一次相同,这是因为无记忆进程的特性,当前情况回到了第一次投掷的状态。

我们设张三的胜率为 pp,则有:

p=12+12×12×pp = \frac{1}{2} + \frac{1}{2} \times \frac{1}{2} \times p

其中第一个12\frac{1}{2}是第一次张三投掷正面的概率,第二个12×12\frac{1}{2} \times \frac{1}{2}是张三投掷反面且李四投掷反面的概率,p是张三胜的概率。

不难计算出p=23p = \frac{2}{3},所以张三的胜率是23\frac{2}{3}