Občas mám problémy vysvětlit někomu, jaká nebetyčná blbost je sázení v loterii. Lidé stejně nakonec řeknou něco ve smyslu "ale co kdyby to náhodou vyšlo!" Co na to má po několika minutách vysvětlování člověk říct?
"Loterie je daň za blbost", říkají někteří. Nesouhlasím. Chápu, že matematika není pro každého, a některé věci prostě nejsou intuitivní. Dal jsem si proto takové duševní cvičení: jak hloupost loterie vysvětlit co nejjednodušeji a nejvíce pochopitelně. Tady je výsledek:
Jana a Honza se oba chtějí dobrat sumy 20 miliónů Kč (tedy jackpotu Šťastných 10). Jana šetří každý den 10 Kč. Honza si každý den kupuje loterijní lístek Šťastných 10, také za 10 Kč.
Pro našetření této částky bude Jana potřebovat 2 milióny vkladů, tedy 5479 let.
Nicméně: Ve chvíli, kdy má Jana našetřeno (tedy má 20 melounů v kapse), Honza s velkou pravděpodobností (79.9%) ještě nic nevyhrál. Skóre 20 miliónů ku nule.
Aby měl Honza alespoň 50:50 šanci, že vyhraje, potřeboval by sázet 6,177,782krát, tj. až do roku 18,936 n.l. To znamená, že sázení Šťastných deset je trochu jako čekání 17 tisíc let a pak hod mincí. :)
Kdyby chtěl mít Honza skoro jistotu (99% — protože úplnou jistotu nebude mít nikdy), nezbývá mu než sázet 112 tisíc let.
Pro představu, stejný počet let uplnynul od doby neandrtálců po dnes. Za 100 tisíc let bude mnoho dnešních souhvězdí k nepoznání kvůli pohybu hvězd v Galaxii.
Poznámky pro pozorné:
- Jana by měla 20 miliónů samozřejmě mnohem dřív — díky úrokům.
- Do úlohy na druhou stranu vůbec nepočítám fakt, že Honza může vyhrát i něco menšího než jackpot.
- I tak by byl ale výsledek stále o mnoho příznivější pro Janu.
Příklad jsem napsal co nejprimitivněji v Pythonu, abych měl možnost měnit parametry a případné zájemce provést celou logikou. Pravděpodobnost výhry ve hře Šťastných 10 jsem vzal z bakalářské práce Ondřeje Staňka "Loterie". Samozřejmě uvítám jakékoliv opravy či připomínky.
#!/usr/bin/env python
# encoding: utf-8
import datetime
import math
jackpot = 20000000
cena_listku = 10
pravdepodobnost_vyhry = 1.122e-07 # viz http://is.muni.cz/th/78265/prif_b/Loterie.pdf, str. 14
print(u"Jana a Honza se oba chtějí dobrat sumy {jackpot:n} Kč (tedy jackpotu Šťastných 10). Jana šetří každý den {suma} Kč. Honza si každý den kupuje loterijní lístek Šťastných 10, také za {suma} Kč.\n".format(jackpot=jackpot, suma=cena_listku))
pocet_nutnych_vkladu = jackpot / cena_listku
pocet_let_jana = pocet_nutnych_vkladu / 365.0
rok_jana = int(datetime.datetime.now().year + pocet_let_jana)
print(u"Pro našetření této částky bude Jana potřebovat {pocet:d} vkladů, tedy {pocet_let:n} let.\n".format(pocet = pocet_nutnych_vkladu, pocet_let = pocet_let_jana))
pravdepodobnost_prohry = 1 - pravdepodobnost_vyhry
pocet_sazek = pocet_nutnych_vkladu
kumulativni_pravdepodobnost_prohry = pravdepodobnost_prohry ** pocet_sazek
kumulativni_pravdepodobnost_vyhry = 1 - kumulativni_pravdepodobnost_prohry
print(u"Nicméně: Ve chvíli, kdy má Jana našetřeno (tedy v roce {rok} n.l.), Honza s pravděpodobností {p:.1%} ještě stále nevyhrál!\n".format(rok=rok_jana, p=kumulativni_pravdepodobnost_prohry))
fifty_pravdepodobnost = 0.5
pocet_nutnych_sazek_fifty = math.log(fifty_pravdepodobnost, pravdepodobnost_prohry)
pocet_let_honza_fifty = pocet_nutnych_sazek_fifty / 365.0
rok_honza_fifty = int(datetime.datetime.now().year + pocet_let_honza_fifty)
urcite_pravdepodobnost = 0.01
pocet_nutnych_sazek_urcite = math.log(urcite_pravdepodobnost, pravdepodobnost_prohry)
pocet_let_honza_urcite = pocet_nutnych_sazek_urcite / 365.0
rok_honza_urcite = int(datetime.datetime.now().year + pocet_let_honza_urcite)
print(u"Aby měl Honza alespoň 50:50 šanci, že vyhraje, potřeboval by sázet {pocetf:d}krát, tj. až do roku {rokf} n.l. Kdyby chtěl mít skoro jistotu (tj. 99%, úplnou jistotu nebude mít nikdy), nezbývá mu než sázet {let} let.\n".format(pocetf=int(pocet_nutnych_sazek_fifty), rokf=rok_honza_fifty, let=int(pocet_let_honza_urcite)))
Ještě krátká varianta jako "matematický příklad":
Člověk sází 10 Kč denně na Šťastných 10. Jak dlouho musí sázet, aby měl šanci 50:50 (hod mincí), že vyhraje jackpot? Odpověď: 17 tisíc let.