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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
) G. U! j1 q* p- X7 H' b9 R" ?, L! y9 v2 k) g: W0 S# ~4 i" q
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
: `, E# ~7 B$ c9 T# h% ?, x: G
: @/ H% O Y) e# X8 D2 X$ K$ n(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" A0 x* W6 Z2 j* b& ~' Z" y$ z' I
9 ~7 w* i1 v s+ h+ d' s* _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,+ x: u+ a, K# S
: S/ W. A7 w- C. w+ x8 C
就算打赌,也要精“打”细算。
, Y, X3 _ g/ Y$ i" S) m! f) x) s; w
完美的DB( |7 p3 l1 ^- G! P, h8 a
0 V: n# l* g( ~8 x9 A% F
$ [7 y4 S/ M# {2 `
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。' |; ~5 C; T' m& U7 ]# n
3 y9 ?6 g, J9 m" ]* F- i
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
6 q4 e9 s/ ]' Y) }! p! e0 Z: n6 r8 t
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: H/ w: k1 S4 u" p! [
( V* ^% W' z& `" _% c' y0 K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!
- A( M5 S! i& o& k6 w/ ^
. q8 h. H2 t' J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,
+ E/ _6 y. k& n% a( r" H9 u8 q/ f9 v
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 Y) j H) l2 r2 j0 H6 k5 a
0 T! Q8 J0 E) R% e# g正,就会跟我们打赌:
# ]8 h: z: L* N+ n& t/ K8 i0 s! |6 V# S& ^* R8 k/ b1 D
p * x - ( 1-p ) * y > 0
, l7 x$ [1 k: _( b8 A: ^& Dq * x - ( 1-q ) * y > 0
_5 I; D9 r Q0 u+ V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
2 K6 e3 M' w' z1 M0 v2 Q5 h# r! |+ F/ y- N3 i9 `
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
: k( ~3 |' y! U( O4 R& ~
7 j, B, x* R$ ]0 q# ?) x% ~3 l x" P _' A$ v% a6 ]7 q( a
' U- Y: Z* e5 H! `- O! X% S" I/ H/ l
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
# o! l! A& u# E; N$ ~, o
8 J1 `' t+ g0 O8 W. h5 r“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
6 d$ K2 J# `6 r* m" u6 k" E$ e8 |, D% j3 `
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?
3 F x/ c, j5 F5 u# s& A" X, H8 J( ~3 K
, _+ h$ V$ v/ R. B
三张卡片的骗局
7 @3 l# T: F5 K, D. G& L7 d5 y3 C1 ^* J1 Q+ c# `- {2 m9 j9 @
1 b& ~+ `% b6 w x4 E4 ]2 ^0 W5 j
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
! K( A( s9 n, M' _9 x, V; N8 T. H) v8 K3 G
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
4 x9 p; q0 G( O' @5 K x0 L* n& K; @& e: W0 b
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
+ N1 ~& V' j4 d" ]
6 x9 S" j9 o2 q2 c% J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。/ Z% K, B( h! S3 e
0 R$ ~' t- s: s: P( o4 f! E6 Q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/ s% D* A# g1 ]9 e/ U* s- V" l
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:
2 w+ r# R# }# r/ I+ l
0 M4 I6 Y7 v# u% [$ M9 P* w2 @$ E1 t
1 D$ \' T) Q' F' y) Z4 ^: F( Y8 ], @ G; V5 R
) B+ c4 J* y4 m- _4 Q; C. m
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( \) _* L) l _- t$ a# H
6 E, J! P' |1 @* [
的情形占了2/3。$ B2 q0 m' p$ p' `1 L1 I
, G. s) s! `* G
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
# t0 U; m% S, I ^! N: S4 c6 P/ E+ b, N4 x
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5 u: [- N4 o |1 h. [$ |" n* Y
9 k0 M, e( X# _( y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)1 F9 ~5 z% L( X' V
; U: g' Q; I' _, S% j$ T3 L
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
5 I2 R5 p3 v; V! r# X* o. A; y6 E/ [! n/ ^ d& G
如此不平凡的黑桃A- v( u. p7 y; {+ {
: H: q4 `- I$ T" a$ a/ {+ C |5 w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- }9 k1 ?5 f5 T/ K P
9 K% `6 Z ] }4 x
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
5 j8 j# y; V& ? O, l! B0 G) I& W$ ]$ u2 Y2 D8 K4 f
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,, D1 {& F6 p4 u5 \- w5 j$ L( I
$ A: f! h8 A4 v" h+ o0 t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% ]; w3 V( n0 A2 e8 ^
" x, J- {7 f, @2 S+ W% i# K9 a还有没有更多的A?”/ m% q$ J, g: R) d/ w1 _8 B1 u
) q* v$ Q( F" a% |2 x" A
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7 Y' w' G9 Y' M2 E. ~) a0 F
" F$ A- z0 j% i) d6 h$ u
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
. z' u0 g2 M# u8 U8 T; r+ t5 e3 l
4 a2 B. s/ H5 K没有A的情形:C(48,13)4 k# D% P. e- \0 e/ S8 ]
[+ H8 n7 F* U! c
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
- J: L- ?7 w+ N9 ^% b6 z7 S! x1 {/ [* r4 ^
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
! Y. G5 ]2 |3 J/ T% w; }" p: C" d$ e4 O# X+ Z
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)2 F- p% j' B1 s8 Y
' ^4 J! ~. A6 j( z+ |8 c" {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:
9 w `4 i$ a# }
5 ]' s! m# f7 ~0 p4 l4 @9 i+ M8 r$ ]P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/& Z3 Q, U& x, O" z3 {
(C(52,13)-C(48,13))≈37%
) X6 b3 j* q1 Y
& }, u( ]: t* n2 r% F+ L# C. }. Y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
4 z! j; G8 \' ^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,* C2 ?4 ?6 L) r8 f9 n5 J
6 V! c4 }+ v+ O, Q" V4 P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:. W2 Y4 P) F) ^6 ^( {0 E- n7 k
6 x5 B3 M/ O% r* j! |" u8 v
有黑桃A的情形:C(51,12)) t7 a& F: G7 A/ K r
) v4 _" T3 x. ~( z/ z9 Y$ F
没有其它A的情形:C(48,12)% \8 J* Q) b% S. o5 j- V5 `
, G7 K; _7 Q) L& f' |* @还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
0 k/ Y& R5 |4 w3 U: a8 l/ d" q0 ^9 O$ V6 o4 R9 B1 q0 K
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
9 Z$ C7 _% k, R* M6 n$ [, w9 h% ~% z9 ~. L# v& m, o* l
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
' w8 b- S+ u& ~. }- L4 B; d5 _* Z
3 T4 b/ z t* Z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" [$ G7 A$ O3 r8 g
4 w5 d- ~# i" W% W" F6 A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/ ^0 y" C$ k8 U4 C, [6 J
3 I' u& G. `& l5 C
你是传说中的死理性派!
; e7 M. ]) V1 N% v! C! v& ]3 F d$ E, a+ A; f" K8 Q9 C
$ X" y6 O" b6 x6 v% O6 }
, \. A/ a( S8 |
$ @: P9 A; F& @1 U P* g- ?4 {8 }& n0 a" d& l( q& K
+ B! f/ o( s N2 }4 ^% \7 @: T: p4 Z! i" ^: ~( C, N$ W/ `1 ~9 h
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