Münzwurf

p(Z)=0.8,p(K)=0.2K="AnzahlKo¨pfe"0.9999p(K2)p(Z) = 0.8, p(K) = 0.2\\[0.4em] K = "Anzahl Köpfe"\\[0.4em] 0.9999 \leq p(K \geq 2) \\[0.4em] 0.99991p(K=1)p(K=0)0.99991binompdf(n,0.2,1)binompdf(n,0.2,0)0.99991n0.20.8n10.8n0.99991n0.20.8n0.810.8n10.0001n0.20.8n10.8+0.8n0.00010.8n(n0.20.8+1)0.8n0.8+0.2n0.80.80.80.00010.8n(0.8+0.2n)0.8n(45+15n)0.8n4+n550.00040.8n(4+n)\begin{array}{lll} 0.9999 &\leq& 1 - p(K = 1) - p(K = 0)\\[0.4em] 0.9999 &\leq& 1 - binompdf(n, 0.2, 1) - binompdf(n, 0.2, 0)\\[0.4em] 0.9999 &\leq& 1 - n \cdot 0.2 \cdot 0.8^{n-1} - 0.8^n\\[0.4em] 0.9999 &\leq& 1 - n \cdot 0.2 \cdot 0.8^n \cdot 0.8^{-1} - 0.8^n | -1\\[0.4em] 0.0001 &\geq& n \cdot 0.2 \cdot 0.8^n \cdot \frac{1}{0.8} + 0.8^n\\[0.4em] 0.0001 &\geq& 0.8^n \left( n \cdot \frac{0.2}{0.8} + 1 \right)\\[0.4em] &\geq& 0.8^n \cdot \frac{0.8 + 0.2n}{0.8} |\cdot 0.8\\[0.4em] 0.8 \cdot 0.0001 &\geq& 0.8^n \cdot (0.8 + 0.2n)\\[0.4em] &\geq& 0.8^n \cdot \left( \frac{4}{5} + \frac{1}{5}n \right)\\[0.4em] &\geq& 0.8^n \cdot \frac{4+n}{5} |\cdot 5\\[0.4em] 0.0004 &\geq& 0.8^n \cdot (4+n)\\[0.4em] \end{array}

Mit ω=4+n\omega = 4+n bzw. ω4=n\omega - 4 = n:

0.00040.8(ω4)ω0.8ω0.84ω0.840.00040.84ω0.8ωωeln(0.8)ωln(0.8)0.00016384ln(0.8)ln(0.8)ωeln(0.8)ω\begin{array}{lll} 0.0004 &\geq& 0.8^{(\omega-4)} \cdot \omega\\[0.4em] &\geq& \frac{0.8^\omega}{0.8^4} \cdot \omega |\cdot0.8^4\\[0.4em] 0.0004 \cdot 0.8^4 &\geq& \omega \cdot 0.8^\omega\\[0.4em] &\geq& \omega \cdot e^{\ln(0.8)\omega} |\cdot \ln(0.8)\\[0.4em] 0.00016384 \cdot \ln(0.8) &\leq& \ln(0.8) \cdot \omega \cdot e^{\ln(0.8)\omega}\\[0.4em] \end{array}

Für die Lambert-W Funktion gilt W(φeφ)=φW(\varphi\cdot e^\varphi) = \varphi und hier φ=ln(0.8)ω\varphi = \ln(0.8)*\omega, somit:

W(0.0000365598)ln(0.8)ωW(0.0000365598)ln(0.8)ω\begin{array}{lll} W(-0.0000365598) &\leq& \ln(0.8) \cdot \omega\\[0.4em] \frac{W(-0.0000365598)}{\ln(0.8)} &\leq& \omega\\[0.4em] \end{array}

Durch die resubstitution folgt:

W(0.0000365598)ln(0.8)n+4W(0.0000365598)ln(0.8)4n\begin{array}{lll} \frac{W(-0.0000365598)}{\ln(0.8)} &\leq& n + 4\\[0.4em] \frac{W(-0.0000365598)}{\ln(0.8)} - 4 &\leq& n\\[0.4em] \end{array}

W liefert mehrere Werte, hier relevant ist der -1. Zweig der Lösungen (Zweig mit positiver reeller Lösung). Somit folgt (Wolframalpha mit Productlog(-1, -0.0000365598)): n53.1969 n \geq 53.1969 also n54n \geq 54