用直观的卷积计算不均匀骰子的点数和

原标题Adding Weighted Dice with a Visual Convolution

网格和对角线展示点数和的概率分布。

GSGrant Sanderson主持
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3Blue1Brown
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2023年12月12日
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摘要

30 秒看懂

这段 3Blue1Brown 短视频展示如何将两个独立的不均匀骰子的结果概率相乘,再沿对角线求和,得到点数和的离散卷积。

  1. 1网格网格列出所有结果点对。
  2. 2点对概率独立骰子的点数概率相乘。
  3. 3相同的和相同的点数和位于对角线上。
  4. 4对角线求和沿每条对角线将点对概率相加。
  5. 5卷积得到的分布是卷积。

要点建议

  1. 网格列出所有结果点对。
  2. 独立骰子的点数概率相乘。
  3. 相同的点数和位于对角线上。
  4. 沿每条对角线将点对概率相加。
  5. 得到的分布是卷积。
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01

不均匀骰子

列出结果点对并计算概率。

假设我掷两个不均匀骰子,想知道每种点数和的概率。这段短视频说明独立掷骰时的计算;简介链接的完整视频将这一思路扩展到连续分布。

我先画一个六乘六的网格,每个格子表示一组结果。骰子不必均匀,因此每个面可以有不同的概率。

对于独立骰子,一组结果的概率等于第一个点数的概率乘以第二个点数的概率。如果两次结果存在依赖,就需要使用联合分布。

02

对角线求和

合并点数和相同的结果。

可以用三维图的高度表示这些概率。点数和相同的结果位于网格的同一条对角线上。

例如,一条对角线汇集点数和为六的结果,另一条汇集点数和为七的结果。将每条对角线上的高度相加,就得到对应点数和的概率。

沿对角线方向把图折叠求和,就得到点数和的完整分布。这一运算是两个独立骰子分布的离散卷积。

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