Wahrscheinlichkeitsrechnung

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Stefan mit F
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Wahrscheinlichkeitsrechnung

Beitrag von Stefan mit F » Donnerstag 20. Oktober 2016, 19:25

Moin,

in Anbetracht dessen, dass wir es vermutlich in ca. 6 Wochen wieder mit einem Stochastikexperiment zu tun haben, habe ich mich dieses Jahr dazu entschlossen, im Vorfeld ein paar theoretische Hintergründe in Worte zu fassen.

Die Ausgangssituation:
Man hat eine Karte mit n x m Punkten, auf der man durch Wissen, Recherche und ein wenig Glück den richtigen Punkt auswählen soll. Dabei bekommt man einmal pro Tag eine Rückmeldung, wie nah man am richtigen Punkt liegt.
Talentierte Insider, die eine passende Fotografie des jeweiligen Kartenausschnitts besitzen, schaffen es regelmäßig, die Zahl der infrage kommenden Punkte schon vor dem ersten Versuch auf einen Wert kleiner k zu reduzieren, wobei k=24 ist. Es ist diesen gut informierten und talentierten Teilnehmern also ohne Weiteres möglich, in k Tagen den richtigen Punkt zu finden.
Dummerweise gibt es nur für die erste Aufgabe k Tage, um die richtige Lösung zu finden. Für die 2. Aufgabe gibt es k-1 Tage Zeit, für die 3. Aufgabe k-2 Tage und für die k-te Aufgabe nur noch einen einzigen Versuch.
Dadurch sinkt im Singleplayermodus die Wahrscheinlichkeit, die Aufgaben von Tag X bis zum k-ten Tag zu schaffen, mit wachsendem X exponentiell.

Abhilfe schafft hier der Multiplayermodus. In einer großen Familie mit k Teilnehmern, die täglich paarweise verschiedene Tipps abgeben, liegt die Wahrscheinlichkeit, dass am Ende des Tages einer den richtigen Punkt geraten hat, bei 100%. Wer diesen Punkt per Screenshot speichert und den übrigen k-1 Familienmitgliedern zeigt, ermöglicht es der gesamten k-köpfigen Familie, nur einen Tag später die richtige Lösung unter k Alternativen zu "raten".
Für eine k-köpfige Familie geht es in dem Spiel nur darum, am k-ten Tag, an dem ja keine Korrektur mehr möglich ist, einen Tipp möglichst nah am gesuchten Punkt. Wenn es für die Aufgabe von Tag k weniger als k infrage kommende Punkte gibt, liegt bei paarweise unterschiedlichen Tipps die Wahrscheinlichkeit, dass ein Familienmitglied richtig liegt, wiederum bei 100%. Aber auch alle anderen k-1 Familienmitglieder werden das Spiel mit fast voller Punktzahl gewinnen, da sie für k-1 Tage volle Punktzahlen erhalten und nur am k-ten Tag einen oder zwei Punkte (von 100) verlieren.

Und selbst wenn die Familie nur aus k/4 Mitgliedern besteht, ist es möglich, innerhalb von maximal 4 Tagen jede Aufgabe zu lösen und damit die ersten 20 Aufgaben mit 100%-iger Sicherheit komplett richtig zu lösen, was im Singleplayermodus schon sehr unwahrscheinlich ist.

Selbst wenn man annehmen würde, dass bis einschließlich des 20. Tags die Chancen für Single- und Multplayer gleich sind (und das sind sie nicht!), liegt unter den bisherigen Annahmen die Chance für einen talentierten Singleplayer, die letzten 4 Aufgaben richtig zu lösen, bei 4/24 * 3/24 * 2/24 * 1/24 = 24/331776 = 1/13824, also ca. 0,0072%
Im Dualplayermodus (zwei Spieler) liegt die Chance bei 8/24 * 6/24 * 4/24 * 2/24 = 384/331776 = 1/864, also ca. 0,12%
Im Tripleplayermodus liegt die Chance bei 12/24 * 9/24 * 6/24 * 3/24 = 1944/331776 = 3/512, also ca. 0,59%.
Im 4-Playermodus liegt die Chance bei 16/24 * 12/24 * 8/24 * 4/24 = 1/54, also ca. 1,9%.

Nun könnte man einwenden, die Zahl der Möglichkeiten, die ein äußerst talentierter Spieler nach Abwägen aller Fotos, Rechercheinformationen und Triangulationen im ersten Versuch übrig hat, läge weit unter 24. Die Zahl schwankt natürlich auch - bei manchen Aufgaben ist die Lösung besser eingegrenzt, bei anderen weniger gut. Nehmen wir an, es blieben nach reiflicher Überlegung nur 4 mögliche Lösungen.

Selbst dann sehen die Wahrscheinlichkeiten für "alles richtig" so aus:
1-Player: 4/4 * 3/4 * 2/4 * 1/4 = 24/256 = 3/32, also etwa 9%.
2-Player: 4/4 * 4/4 * 4/4 * 2/4 = 128/256 = 1/2, also genau 50%.
3-Player: 4/4 * 4/4 * 4/4 * 3/4 = 192/256 = 3/4, also genau 75%.
4-Player: 4/4 * 4/4 * 4/4 * 4/4 = 256/256 = 1, also 100% (!!).

Nur 4 potenzielle Lösungen pro Aufgabe sind sicherlich übertrieben, wie ich aus der Erfahrung der vergangenen Jahre weiß. Aber das wäre noch die fairste Variante - bei der eine 4-köpfige "Familie" immerhin "nur" eine 11-fache Gewinnchance gegenüber dem Singleplayer hat.

Bei 6 Möglichkeiten pro Aufgabe (selbst die Zahl 6 halte ich für unrealistisch klein) sähe die Verteilung schon wie folgt aus:

1-Player: 4/6 * 3/6 * 2/6 * 1/6 = 24/1296 = 1/54, also etwa 1,9%.
2-Player: 6/6 * 6/6 * 4/6 * 2/6 = 288/1296 = 2/9, also etwa 22%.
3-Player: 6/6 * 6/6 * 6/6 * 3/6 = 648/1296 = 1/2, also genau 50%.
4-Player: 6/6 * 6/6 * 6/6 * 4/6 = 864/1296 = 3/4, also genau 75%.

Und dabei vernachlässigt man immer noch, dass der Singleplayer in den ersten 20 Spielen auch schon schlechter gestellt ist als die Multiplayer.

Es lässt sich damit zeigen, dass schon ein kooperierendes Spielerpaar von nur 2 talentierten Spielern eine mehr als 10-fache Gewinnwahrscheinlichkeit gegenüber einem ebenso talentierten Einzelspieler hat.
Eine talentierte und kooperierende 4-köpfige "Familie" hat sogar eine 30- bis 40-fach höhere Gewinnchance als ein Einzelspieler.

Dieser Schluss, hier mathematisch nur grob abgeschätzt untermauert, führt zu meiner Einsicht, dass ich unter den genannten Rahmenbedingungen als Einzelspieler eine unfaire, weil vielfach geringere Chance habe, als sogenannte "Familien". Gerecht wäre es, wenn eine 4-köpfige "Familie" eine 4-fach höhere Chance hat. Eine 30- bis 40-fache höhere Chance halte ich für sittenwidrig.

Meine Berechnungen gelten ja darüber hinaus nur für sehr talentierte Spieler, die bereits im ersten Anlauf regelmäßig "99 Punkte" schaffen. "Untalentiertere" Neulinge, die froh sind, wenn sie nach mehreren Tagen endlich mal irgendwo 98 oder 99 Punkte erreichen, entsprechen viel eher der Berechnung mit 1/24.
Bei dieser Rechnung liegt die Gewinnwharscheinlichkeit für Paare sogar schon 16-fach höher als für Einzelspieler, und 4-köpfige "Familien" haben eine 256-fach höhere Chance als ein Einzelspieler.

Selbst wenn eine "Familie" nicht sehr planvoll vorgeht und ihre Taktik nicht jeden Tag genau abspricht, ist doch die Chance für die "Familien" um einen zweistelligen Faktor höher als die Chance für Einzelspieler.


Mein Fazit: Wenn es dabei bleibt, dass Tipps nachträglich korrigiert werden können und dass die Punktzahl als Summe der Tipps der endgültig korrigierten Tipps berechnet wird, dann werde ich mir das Spiel nicht noch einmal ansehen. Alternativen gibt es einige:
  • Nur ein einziger, unverrückbarer Tipp pro Tag. Auswertung natürlich simultan.
  • Wertung des Tipps am ersten Tag, nachträgliches Verrücken möglich aber ohne Wertung.
  • Tägliches Verlosen von kleinen Preisen statt 24 Tage "Punktehamstern" ohne reelle Chance auf den Hauptpreis.
  • Spendenpins, Postkarten und Fotokalender als "Hauptpreise", statt der tollen "Riesenpreise" in den letzten Jahren.
  • Handhabung wie bisher, allerdings Verlosung der Preise unter allen Mitspielern, die mindestens 2000 von 2400 Punkte erreicht haben. Diese Lösung wäre mein Favorit, da damit der Charakter des Spiels unverändert bliebe (täglicher Nervenkitzel & tägliches zurechtrücken), aber am Ende nicht nur die Multiaccount-Punktetrickser die Preise unter sich aufteilen.
Ich habe den Thread absichtlich am Fanstammtisch als "mathematische Spielerei" eröffnet, um nicht zu hohe Wellen zu schlagen. Allerdings ist mir das Anliegen sehr ernst, da mir bereits 2015 - trotz toller Fotos und gelungener technischer Umsetzung - der Spaß am Rätseln vergangen ist.
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Stefan mit F

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Re: Wahrscheinlichkeitsrechnung

Beitrag von writeln » Donnerstag 20. Oktober 2016, 20:40

Die Frage für den "Spieler" ist einfach, wie hoch ist der Unterhaltungswert des "Spiels". Ich muss zugeben, in Relation zur Zeit, die man einsetzen müsste, um ein gutes Ergebnis zu erzielen, für mich persönlich nicht hoch genug.

Die Frage für den "Spielleiter" ist: Wie viele Leute erreiche ich mit meinem Spiel und evtl. auch noch: gibt es evtl. eine gewisse Nachhaltigkeit / Langzeitwirkung?

Es soll ja Leute geben, die sich heute noch so legendäre Streifen, wie "Hans Werner macht Pause", den Weihnachtsmann auf der Couch, oder auch nur die Rosine im Stollen anschauen.
Vielleicht wäre diese Adventszeit mal eine gute Zeit für "alte" Italo-Western..? :mrgreen:

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Re: Wahrscheinlichkeitsrechnung

Beitrag von Ganzvornesitzer » Donnerstag 20. Oktober 2016, 21:29

Die Antwort lautet:
42 :professor2:

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Weihnachtsspiel(ver)lustrechnung

Beitrag von Datterich » Donnerstag 20. Oktober 2016, 21:42

Stefan mit F hat geschrieben:Selbst wenn eine "Familie" nicht sehr planvoll vorgeht und ihre Taktik nicht jeden Tag genau abspricht, ist doch die Chance für die "Familien" um einen zweistelligen Faktor höher als die Chance für Einzelspieler.
Stefan mit F, willst Du mit mir zusammen eine (Rate-)Familie gründen? :idea: :? Nein - eine eher rhetorische Frage!

Allein macht es wirklich überhaupt keinen Sinn, und ich habe bereits vor 2 Jahren früh das Handtuch geschmissen und (ohne dass ich Deinen aktuellen Beitrag kannte) im vergangenen Jahr gar nicht erst ernsthaft mitgespielt. Das kann und sollte aber nicht das Ziel eines Adventskalenders bzw. vorweihnachtlichen Spieles sein.
Stefan mit F hat geschrieben:Allerdings ist mir das Anliegen sehr ernst, da mir bereits 2015 - trotz toller Fotos und gelungener technischer Umsetzung - der Spaß am Rätseln vergangen ist.
writeln hat geschrieben:Die Frage für den "Spieler" ist einfach, wie hoch ist der Unterhaltungswert des "Spiels". Ich muss zugeben, in Relation zur Zeit, die man einsetzen müsste, um ein gutes Ergebnis zu erzielen, für mich persönlich nicht hoch genug.
Beides unterschreibe ich ohne "wenn" und "aber". Der vergangene Spaß war eher Unlust.

Wenn es in diesem Jahr eine Neuauflage geben sollte, dann hätte ich etwas mehr Freizeit für andere Aufgaben ...

Freundliche Grüße an den Nikolaus
Datterich
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... der hofft, dass es mal etwas Neues oder lieber etwas ganz Altes geben wird ... :santasmiley:

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Re: Wahrscheinlichkeitsrechnung

Beitrag von Stefan mit F » Donnerstag 20. Oktober 2016, 22:22

Moin,

ich kann euch beiden uneingeschränkt zustimmen.
Hach ist das schön, wir sind alle einer Meinung! (?) :clown: :clown:

Im Ernst: Natürlich hat Sascha völlig recht und ich vergaß es zu erwähnen: Das Rätseln an sich macht viel Spaß. Und es dürfte eigentlich nicht weniger Spaß machen, nur weil es obendrein tolle Preise zu gewinnen gibt. Insofern ist es eigentlich paradox, dass wir, Alf und ich, "das Handtuch werfen". :D

Es ist für mich einfach das Wissen, dass hunderte, wenn nicht tausende Mitrater guten Mutes beginnen, ihre Tipps zu setzen und langsam aber sicher merken, dass sie vollkommen chancenlos sind.
Bei sagen wir mal 10.000 Teilnehmern eine Chance von 1 zu 10.000 zu haben, ist ja ok. Aber wenn die Chance bei 10.000 Teilnehmern trotzdem nur bei 1 zu 1.000.000 liegt, dann läuft etwas schief.

Dann werden sich die meisten Rater denken: Das sind Freaks, die da mitraten, das sind welche, die schon 50 Mal im MiWuLa waren. Vielleicht (hoffentlich nicht!) denken auch einige, dass die, die jeden Tag (!) ganz oben im Ranking stehen, das Spiel gehackt haben, dass sie irgendwie Zugang zu einer geheimen Lösungsdatenbank erhalten haben, ja wohlmöglich Angehörige von MiWuLa-Mitarbeitern sind.

Abgesehen davon, dass ich maximales Vertrauen in die Aufrichtigkeit des Adventskalenderteams habe, haben meine Beispielrechnungen oben gezeigt, dass man kein "Hacker" sein muss, um so gut abzuschneiden. Man braucht nur mehrere Accounts und eine systematische Aufzeichnung aller Versuche (Screenshots). Und - was viele auch nicht wissen - man kann ja schon mit einem einzigen Account zwei Tipps pro Tag "ausprobieren": Weil - zumindest in den letzten zwei Jahren - neben der Punktzahl des Tages (Beispiel: 97) auch die Punktzahländerung gegenüber dem vorherigen Tipp (Beispiel: +2) angezeigt wird, kann man, wenn man an einem Abend hintereinander zwei Tipps abgibt, nicht nur sehen, was der zweite Tipp gebracht hat, sondern auch, wieviel Abstand der erste Tipp vom zweiten Tipp hatte, und damit die Punktzahl des ersten Tipps nachrechnen.

Ich befürchte, dass das Rätsel bei vielen Personen für Frust sorgt, weil mit der Zeit klar wird, dass man komplett chancenlos ist.
Viele mögen ihren nicht eintretenden Erfolg darauf zurückführen, dass sie sich nicht genug auskennen, nicht genug Zeit zum Raten nehmen, keinen hochauflösenden Bildschirm besitzen oder einfach nicht genug "Glück" haben.
Aber diejenigen, die Gegenschüsse der gesuchten Szenen besitzen und trotzdem nicht - wie immer wieder dieselbe kleine Gruppe von "Sternschnuppen" :shock: auf Anhieb richtig liegen, die fangen evtl. an zu grübeln und bekommen evtl. Zweifel, ob alles mit rechten Dingen zugeht.


Darum ist mein Wunsch: Sicherstellen, dass Mehrfachaccounts nicht zu exponentiellen Vorteile führen. Wenn jemand mit drei Accounts teilnimmt und dadurch seine Chance verdreifacht: Damit kann ich leben. Aber wenn jemand mit drei Accounts teilnimmt und damit seine Chance verzwanzigfacht: Das empfinde ich als S**erei. :wink:
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Re: Wahrscheinlichkeitsrechnung

Beitrag von Bernd 123 » Donnerstag 20. Oktober 2016, 22:37

Wow Stefan,
tolle Arbeit die Du Dir da gemacht hast.
Ich hatte ja damals eine Auswertung für mich gemacht.
Stefan mit F hat geschrieben:
  • Nur ein einziger, unverrückbarer Tipp pro Tag.
Das entspricht meiner Auswertung Tabelle 3
Stefan mit F hat geschrieben:
  • Tägliches Verlosen von kleinen Preisen statt 24 Tage "Punktehamstern" ohne reelle Chance auf den Hauptpreis.
  • Spendenpins, Postkarten und Fotokalender als "Hauptpreise", statt der tollen "Riesenpreise" in den letzten Jahren.
Das würde wahrscheinlich vielen kleinen, und wirklich KLEINEN, damit meine ich KINDER und nicht solche alten Knochen wie euch und ich zähle mich da auch dazu :elch: mehr Freude machen. Auslosung zwischen 80 und 100 Punkten pro Bild.
Stefan mit F hat geschrieben:
  • Handhabung wie bisher, allerdings Verlosung der Preise unter allen Mitspielern, die mindestens 2000 von 2400 Punkte erreicht haben.
Und das würde meine Aussage
Bernd 123 am 25.12.2015 hat geschrieben:Dadurch würden aber die "Dauerrücker" etwas ausgebremst und den "Großfamilien" und "geklonten Einzelpersonen" etwas der Wind aus den Segeln genommen werden.
bestätigen.

Bernd

PS: Und sollte in diesem Jahr wieder ein Weihnachtskalender in dieser Form existieren werde ich trotz allem aus "Spaß an der Freud'" wieder mitmachen, natürlich ohne Hoffnung und "unter ferner liefen". 8)
Wir werden nicht älter, sondern besser !!!!
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Re: Wahrscheinlichkeitsrechnung

Beitrag von Feuer-wer » Freitag 21. Oktober 2016, 06:25

Moin,

Stefan, Deine Ausführung sind interessant und "nachvollziehbar", aber zwei Punkte möchte ich, unabhängig davon, ergänzen.

i) Es ist nicht bekannt, wie genau die Lösung gefunden werden muss. Nehmen wir an, die Formel der erreichten Punkte hänge von dem euklidischen Abstand der Koordinaten ab, die ereichten Punkte seien ein daraus wie auch immer umgerechneter Wert, weiterhin sei das Gebiet der 100-Punkte-Lösung als kreisförmig mit Radius ε um die definierte Position gegeben. Ist ε > 0?

ii) Ist diese Formel unabhängig von der Auflösung des Eingabegerätes?

Ich gönne allen Wansorras, Raids, Strobensn und wie sie alle heissen eine Belohnung für Ihre Mausschubserarbeit und lassen mich dadurch nicht vom Miträtseln abhalten. Mir persönlich ist mein Endergebnis egal.

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Weihnachtsspiel(ver)lustrechnung

Beitrag von Datterich » Freitag 21. Oktober 2016, 06:56

Da ist was dran: Eine erhebliche Mitschuld am steigenden Spielfrust in den letzten beiden Jahren hatte die Tatsache, dass man beim "Feintuning" immer um eine Wasserleiche herum auch beim x-ten Versuch dennoch nur 95 - 98 Punkte hatte. Da kommt der weiter oben von writeln erwähnte Unterhaltungswert in Relation zur Zeit ins Krippenspiel. Das artete in Arbeit aus und war deshalb gar nicht lustig, zumal ich der festen Überzeugung bin, dass der Lösungspunkt bei einigen Objekten erstens zu klein und zweitens nicht exakt punktgenau festgelegt gewesen sein dürfte. Von der Qualität der vorhandenen Grafiken mal ganz zu schweigen - zumindest für die Anforderungen dieses Spieles.

Aber ich möchte eigentlich gar nicht an einzelnen Symptomen und deren Nebenwirkungen herumdoktern, sondern anregen, sich zur Adventszeit etwas auszudenken, das fast allen wirklich Freude und positiven Zeitvertreib bereitet.

Freundliche Grüße aus Darmstadt
Datterich
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