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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
; k( g J# {! T
; D5 @5 A0 `' Z7 g9 F 我们知道DB就是概率的游戏,也正是一些奇特的DB结果引起了数学家帕斯卡
4 {9 L# ]6 e( d
1 R; S% x( u" [3 R9 g(Pascal)和大数学家费马(Fermat)的兴趣,他们通过信件交流,提出了一些概率论的
7 t0 T. [% c3 u5 t7 |+ f5 J
+ I2 Y0 B8 w2 F2 v0 G; _原理,从而创立了概率论。今天我们就来介绍几个DB中的概率趣题,告诉我们的道理就是,
5 V6 d5 x; |9 ~2 Q% C& f
w4 h6 e/ T1 p8 X" I3 G3 E7 W就算打赌,也要精“打”细算。% k# ?9 U0 J- w" t9 b
8 Y3 Q2 D* a7 j8 ^2 U, y
完美的DB
" T3 q- Y: T4 {% M( c/ E6 e
- Z% o1 }, z7 n0 {3 a4 F- l+ S/ Y# M; o8 c1 h
NBA球队湖人队和小牛队有一场比赛,两个队都有的忠实粉丝,就叫他们“人族”和“牛族”吧。
' {$ D7 H4 S! B3 ~: k0 H
6 N" d5 U. G; X粉丝当然都觉得自己支持的球队更可能赢球,所以愿意跟你打赌。假设“人族”认为湖人赢的概- x7 Z( ~4 w Z2 y' R
6 ?: `1 J% {7 I4 r. w7 p- b
率为 p,“牛族”认为小牛赢的概率为 q ,p 和 q 都应大于50%。接下来就是有趣的部分了,我6 c4 O9 u9 T+ k
+ k# G; A! f, U# F+ B; {! g' V们总能很轻易就设计一个方法,分别与“人族”和“牛族”打赌,但不管结果如何,我们都稳赚不赔!
- a3 p% E3 t% s1 p, p" M* O
1 A. y! M0 r; o/ y% T4 K- y方法是这样的:我们分别与“人族”和“牛族”打一样的赌,如果我们赢了就得到 y 元,输了就失去 x 元,5 D: s# r) ^0 d0 b4 j" b) J- P% w3 ^
9 R( g o6 c Y) ?5 o只要 y>x 我们就赚了。而 x 和 y 只需要满足下面两个简单的不等式,“人族“和”牛族“的期望收益为
5 r w/ ?$ a% V$ y% G4 C6 t$ }% a$ x; {
正,就会跟我们打赌:+ o2 p3 W' I7 G
: I& Z, q: r8 U8 q Q% V6 Pp * x - ( 1-p ) * y > 0
$ u R6 q+ f3 H1 I9 hq * x - ( 1-q ) * y > 04 @, g$ u! q$ p
加上 y>x 的限制,画出的图像就是三条直线所包围的区域,对于里面的任意一点的坐标值(x,y)就
7 Q' _! X' E/ G
1 S% J+ H6 V, p! D& n! P是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
7 A3 {. \- W! g5 H9 _0 ~* `2 g c$ Z9 A A1 u
* K. C i5 s! q$ a) M6 w) b
+ {% D# m, Z2 X看来这个问题是完美地解决了,可是还有一个疑点,相信读者很快就能发现它的荒谬所在:不管
$ u. ^6 \7 ]4 T/ h& L- _* j% b( e7 a g7 d
“人族”还是“牛族”,他们的期望收益都是正的,也就是说,长久地看,他们都会赚钱,而我们又
% \+ @' I# t6 t: R3 E8 ?# T. o. [. F2 h u! f- m, u J" {& d6 X3 g! q1 z
是稳赚不亏的,那么多出来的钱是哪里来的呢,怎么可能每个人都赚钱呢?
5 ^/ b( a& N# }4 D( y* c& N7 V8 p3 y# |- {$ F
+ G: Z' Z. }$ @: U/ ~/ Q
三张卡片的骗局
9 w4 W" {+ {4 }7 E
0 H7 ~7 m4 B# N4 d0 }2 U& ^( G$ Q9 S6 b8 A) \) F7 @" g6 _
这是另一个巧妙的赌局,我们先准备有三张卡片,1号卡片正反面都是黑色,2号卡片正反面都是" W5 N$ E% J( b, S0 \
+ y$ [. {. f% h ]
红色,3号卡片一面是黑色,一面是红色。然后把卡片放进一个盒子里,摇一摇,让对手抽一张平2 I4 X) B5 E5 R, g4 C
$ v( D) Z: [3 ]% L% N. ~8 Y( C. c
放在桌子上。接着和他赌反面的颜色和正面一样。这个赌局看起来是公平的,比如抽到一张表面5 y( g" [1 `7 u, R& d9 L
- d; G9 z7 n) a
是黑色的卡片,那么卡片不是1号就是3号,反面的颜色不是黑色就是红色,直觉上概率各占1/2。5 h# Q* P; @1 |$ w
) x! J% C1 _1 q) R3 M; c2 }事实上我们赢的概率不是1/2,而是2/3,这个赌局最迷惑人的地方是卡片的“两面性”。玩家抽的不
& d; A+ K! }- e/ k$ B8 {6 W G# Q5 @ }; m! E2 m+ ]
是3张牌,而是6个面:3个黑面,3个红面。我们把这6个面编上号A、B、C、D、E、F:6 N1 G `# D4 t2 x
2 V' f9 m( H/ u
7 b9 W. T2 L: q) \- C# n& c M: Q; Y7 C/ D* [- b- V
3 W6 b3 a r1 b4 b! C3 |
# B1 z7 w4 `5 K5 ~$ P4 [当玩家抽到黑面时,也就是A、C、D三种等可能的情况,它们的背面则分别是D、F、A,黑色. |. E9 K( b/ D1 s4 J7 F
' z/ U" g- \8 k3 ?的情形占了2/3。
1 D) ]7 U5 c& T5 ^# K
( M1 Z6 U3 G+ F这个问题最早于1889年由法国数学家伯特纳(Joseph Louis François Bertrand)提出,因为这
; [' _* L' k5 u4 H0 J* T# t* C( s
个问题的结果出人意料,它又被称为“伯特纳箱悖论(Bertrand's box paradox)”。1950年美国! b! i% \0 o7 q/ S% @
' f1 {. n& T$ K5 b3 o数学家沃伦•韦弗(Warren Weaver)介绍了上面的卡片玩法,马丁•加德纳(Martin Gardner); _5 S" H( M- |: V5 k, y
" I, K: q0 S' G" ~( |5 }7 f称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。1 A4 V" L; \2 p% {: J$ t
' `4 n! W5 _! r2 h" K
如此不平凡的黑桃A
& W; r. l' m% J& b1 l+ x3 e7 `' j! y3 v
有时候我们DB一开始会放水,先让别人赚些小钱,放长线钓大鱼,最后来个一网打尽。下面
: g! ]% z& `9 W! {- m( c$ \. i" D. B* |
. \. S( M8 l+ t v8 I就是一个绝佳的范例。四个人在打桥牌,我先说:“来打个赌吧,我现在有一张A,你们猜猜我
9 P8 g7 B+ N: D# z- ~
. H2 t" H6 A9 j/ @还有没有更多A?”这种情况下你很可能会输,这时你在心里默默指定一个花色的A,比如说黑桃A,
' F& s5 t7 O7 E9 B+ x ~
1 x+ w* v3 T' H当某一轮抓到一张黑桃A后,这时机会就来了:“再打一个赌吧,我现在有一张黑桃A,你们猜猜我) S# T# T) ]/ S+ j! ~3 B5 g/ u' p
7 |0 R$ R. M5 `1 \# t* Q4 @( M还有没有更多的A?”4 z0 i) `9 r* m, H! c& _
% [3 b# a6 J7 T( l5 t
很多人肯定觉得两个赌根本没什么不同的嘛,加了个黑桃并不要紧。可它们间的区别,大到令人. G$ m- l7 T$ I; Z5 Q! K
* l. g+ m) w3 |9 Z不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:4 A) H* U" b! E2 P! f N1 e( ^
& h) T+ [( v8 ^& M2 b* {+ a$ A
没有A的情形:C(48,13)
P. I+ c A' F: v5 u4 Y6 I8 b; z- b5 W
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
3 \. o7 m% O( a2 }# ^' q! _/ ?" }8 Y x9 p
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)+ b* [) F$ }# N2 X% C4 b
( i0 m# f# q9 l6 i: ^8 k至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)1 N D* l. l/ P% U. i' a' J
9 O7 @' ?6 L& y: B9 I事件X为至少有两张A,事件Y为至少有一张A,那么条件概率为: } }7 J4 ^8 d' w% R# G6 `, S& a% y
: R" y; O6 E5 i$ M" _6 L0 j
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/* y0 o: p3 h! S# @3 H
(C(52,13)-C(48,13))≈37%
3 C; G) ^; J0 w6 h$ k& K: D! m: B' B' t* `& o; e3 J; L# k
这个时候我要赌自己还有A,比较容易输掉。但是有了第一个赌的铺垫之后,大家+ V0 a& Z3 E$ k: g: }. @
打赌的意愿都被调动起来了,一看第二个赌不就是换了身衣服嘛,纷纷加大赌注,
: J. |6 W, Y$ p- ? s, l1 `. W8 I. J: p& e! k s8 {
接着赌我没有更多A,正中我们下怀。下面我们将发现第二个赌的概率已经大大不同:
* A1 p4 ` t& H: q, t4 M: \ m* |; y
有黑桃A的情形:C(51,12)
& l+ M$ |: j( `2 k3 i6 L' y+ m2 F" {& J3 w
没有其它A的情形:C(48,12)( ]$ S7 x$ J$ `( r& {. H, g# Y! D+ M
' g& T+ s; C4 w4 J- X; i3 o还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)/ M# Z. G( H. ?: n3 K
, r/ w$ R" \. M1 Z4 E事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
( r9 D4 M, R# j
" L) r. c: g/ j; y+ e$ {P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
1 n3 r' h8 j# m4 h) B, {* o
0 G+ t0 v& o2 D9 _# W掌握了概率论,DB就只是概率游戏了,当然我们是反对欺骗的,以上各种游戏只建议6 k4 k$ p, R$ J# f. p1 ~
% Y1 o& A/ Z1 V0 E6 r9 V4 M& S( L
在朋友间进行以活跃气氛。还有一点很关键,打赌的时候,演得逼真点,别让他们知道# ?+ Y, P$ Q+ V' W" }) E
0 h9 @: N8 g0 G* ^你是传说中的死理性派!1 B- r+ w; g9 i1 j; M' Z2 V2 p' c( {. g
0 L3 q& e% E# f$ s
! N* K& w0 ` I$ h/ L" F
' f1 \% Z' i% T; Z4 ^
4 t' U n$ v" i: [# S" q0 }6 A' Q3 ?8 v+ Y) t! ?- z
2 @: C, J6 w9 m
6 C" d$ w: C5 F/ ~' d& s' c
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