随机游走模型解释世界杯爆冷赛事

简单随机游走模型是指在伯努利翁模型的基础上,将过去的结果的和记录下来。

所谓伯努利翁模式,指的是从装有白球和灰球的翁中抽取一个球,并重新放回去。假设翁中有7个白球,3个灰球,则抽取1000次,抽到白球的数学期望是700。

简单随机游走指的是,设置模型初始状态为零,抽出白球加1,抽出灰球减1,则模型在任何时候的状态,都等于先前结果的总和。

如果抽球的次数足够多,模型的状态有可能高于1万,也可能低于-100万,这是它的无界性;同时,模型的状态也会无限次重新等于0,这是它的周期性。

我们以2022年世界杯中爆冷的比赛——阿根廷 vs 沙特——为例,分别给两只球队建模。因比分不会是负数,我们做下简单的调整:抽出白球加1,但抽出灰球不变。

每次进攻就从代表对应球队的翁中抽球,球队每次进攻都有机会得分,得分的概率取决于球队的进攻能力和对方球队的防守能力。根据双方的实力,假设阿根廷7个白球和3个灰球,而沙特则是3个白球和5个灰球。

尽管阿根廷进攻机会更多,但运气不佳,抽到的都是灰球,即不进球;而沙特进攻机会少,但运气好,抽到的都是白球,则最终沙特获胜。

从模型中也可看出,占优的球队抽到白球的概率更高,因此他们应该更加频繁地进攻。

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