یک جایشگت نزولی از اعداد $1$ تا $n$ داریم. در هر گام دو عدد متمایز به صورت تصادفی انتخاب شده و به احتمال $\frac{1}{2}$ جای آنها عوض میشود. اگر پس از چند گام این جایگشت مرتّب شود (یعنی اعداد به ترتیب صعودی در جایگشت قرار بگیرند)، علیرضا میبرد و در غیر این صورت سپهر برندهی بازی است (تعداد گامها محدودیتی ندارد). به چه احتمالی علیرضا برنده میشود؟
پاسخ
گزینه (۳) درست است.
به ازای یک جایگشت اولیه، یک دنباله از جابجاییها که جایگشت را مرتب میکند در نظر بگیرید.
احتمال وقوع این دنباله بیشتر از $$(1/N^2 \times 1/2) ^ {(N^2)}$$ است. پس احتمال اینکه در یک $$N^2$$ متوالی این جایگشت مرتّب نشود حداکثر برابر است با $$1 - (1/N^2 \times 1/2) ^ {(N^2)}$$ پس احتمال اینکه پس از t مرحله ی $$N^2$$ تایی از جابجایی ها مرتب نشده باشد حداکثر برابر است با: $$(1 - (1/N^2 \times 1/2) ^ {(N^2)}) ^ t$$ که با میل کردن $t$ به بینهایت این مقدار نیز به صفر میل میکند. پس احتمال مرتبشدن جایگشت در نهایت برابر 1 است و علیرضا به احتمال 1 برنده میشود.