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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
/ [( \7 P# a! W B$ V7 a4 @; D( O5 z! m( f* v$ B1 z6 ^0 \$ |
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) c/ M t1 P& L1 |) {
* p( v/ T$ I( U(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
8 w7 x% H0 h V
7 M$ V% e" U# Q, S5 g3 n6 t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,/ K: Z' I2 G% C9 e+ @0 y8 @* E
E3 ` x, `8 H* T( X就算打赌,也要精“打”细算。# I- g/ R# R/ M& i
+ h8 w* Y0 d4 Y3 B4 @. e
完美的DB
. _5 v( C- y+ ~! S( ^. x0 g: O' c( c. k
2 T- _9 a3 @9 E- xNBA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。9 |5 u! r! n# p* i* Q/ P3 V) _
, C; ^ l) m4 e! ^& C: v
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% C# D' `5 a( Z) p% _# ~3 p" y
% S# H# z3 B" F! W6 o
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4 l( H. z& k: P0 }6 v
. ~2 I2 k0 n: p$ K4 {5 q
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!
& b* g% f( h. e# @0 t& _* I2 \! n X8 \% a8 `4 F5 n
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,( u/ [" W: c9 M8 J/ u3 |
# _/ ~" g! s2 N, v$ X) J
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7 v5 h8 ^9 g$ H8 S+ i
% J9 }4 S# H2 p! l正,就会跟我们打赌:
& Y% I& T5 d! O- H( s$ @+ ^* a& C( K# D) V
p * x - ( 1-p ) * y > 0
* I3 ^9 R$ J* pq * x - ( 1-q ) * y > 06 h9 ]# b4 m, B
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& ]! l2 p2 g# d6 M7 t) d
! f: t5 e" B5 H) E4 A# C
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:% C1 t9 i7 Y$ Q ~8 T/ _" A$ S; l
# f- d$ n7 q' `! G0 c
* i$ x/ r* U/ i. T9 b+ K
* J7 v/ u; I! N) L$ T/ N+ H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
# I' |: o% t& A
/ C8 I2 t8 T$ m7 W' P' Q# T“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7 s( c7 m& ]$ ]9 B5 r
: R! K5 ~9 y2 l! i
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?8 \1 n/ j8 Z4 {4 F
! Y% P( K5 T3 O6 n8 p
& e3 G6 }9 E; s/ Z1 E三张卡片的骗局
- h$ k" P' s- u H* w5 P E. v: U) v0 j1 T! B
6 O6 Q( [: m" v' a6 U$ ^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4 M. W0 L- \# X- F4 T' _
S: G5 a6 Z( b; Z; a* t
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7 P6 h) b! r0 @$ P, `0 ], o- u4 l
0 k2 E* v% \% k6 }& V$ r h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/ S5 A4 [2 f9 s* h3 Z* g. {
4 P* k4 F/ ?( v4 Z6 A8 [
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。
; E0 U3 v. v' d* A) x
x" O- e) N ^! t/ i' b- k* J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
3 T" y/ B5 A: `1 I
* c$ @* z" s6 Z7 f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:; }- b, [7 E3 Q4 {9 d5 V* u5 b# K8 T
7 C, T2 Y4 ?2 |. Y
9 P8 S+ W1 K6 G. s: u# l. M: s
9 [1 H1 {% f3 R$ H2 a9 W- Q
. p; v9 I$ Y t& E& A. S, h j/ ^' l8 p& v
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
7 Z' y8 ~* \$ }0 S& V
3 u+ j' C' |# B- K$ D! W的情形占了2/3。
7 s( x2 W& Q; K: O6 A% m4 a+ ?1 R$ L: \; p; F# o7 U: ]0 [
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
. A1 ]* L" i2 F) }) Z: K9 W K$ j Y* V; z* X* C4 p
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& K% u5 \2 [; d, S s
s+ v4 }( }6 M' F _+ W
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)/ s" D( q# e: {; _1 R
+ v$ H- s; X" r
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
8 [/ Y w# J8 V! {
& D( o1 e+ s- Y# b0 W2 D如此不平凡的黑桃A
1 F/ ~: _" _! v5 @! b- i; k8 y: `) [! W! 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
( \! Y) z- {* M% S5 g4 x0 S* P, O6 U' _1 T
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- ?( ^- u4 g! h) i0 u7 q) q4 m+ |
2 {) K. b) T& [; g& [
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,
0 D3 g/ u4 D" X
7 W0 B/ D+ J' ?2 N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
2 Q7 B. Z. l4 u* J G; A
9 j* G) z2 W2 c' U还有没有更多的A?”
! W6 `1 ]0 A- A: k/ }$ I6 N# I% n
, Q3 f; b; N, q6 b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
% e6 M, ~& H( Z, S$ W6 {# A4 U5 Z% g. A, u, K/ C
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
! H. g S1 L5 I" \' k! N4 W$ j8 U6 z) |. V/ A8 L P
没有A的情形:C(48,13)7 p9 S" Z6 A/ }* q3 p1 Z: s
; g) t! ?3 ?0 B: N5 V9 a
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
~$ L4 F# U) a6 R
6 F- ?3 J! n. N3 k+ k5 C恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
" f2 L1 k5 j7 P& h$ \* h$ e; I/ L+ f, z: q0 ?# e. Q
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
8 P) m E& k- w8 \: r- Q. g1 r1 e2 n
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:
: a4 n4 c: C5 Z4 N: G) E; {, m/ w1 n: z2 q W a4 @! C8 S
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/0 v4 w3 _1 a9 S, S
(C(52,13)-C(48,13))≈37%2 L9 K) j) }9 ]
5 q3 ~- q! a7 e. N; `& A* ~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' N! L, ~& |% 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,
" \! @* g- c, W5 _! I* ~4 k
# v4 n( X, B( j2 ^5 C) o* K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:
* Z1 @9 n+ k$ |4 [; L
" C. v+ @) {% t! s' o有黑桃A的情形:C(51,12)1 m' u2 z8 r0 W. [
+ o5 T z T% b3 W" \
没有其它A的情形:C(48,12)# T& h1 ^3 c8 r# F' D
+ l& X: M7 M" M8 C! W M
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12); \- ?# S3 u. S
! c6 {' E+ x0 s6 A( Z事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:, F9 A; ^7 t, l4 Z4 I2 Y: L
1 D$ A7 X" ?3 V% m2 W& Z: Z
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。0 U9 D& s* H7 \# T9 H* `
% I$ P* S0 D. I' |5 G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9 x" f" v- |5 q+ N0 R
& C7 N0 S/ I3 k9 \8 k4 V- Q
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1 f! z+ F$ q& ^% V# D
# u$ c5 n: J: N9 Y2 s你是传说中的死理性派!
" D0 x! [, i! Z+ Q6 N a
: Z- I6 I& x, W0 B0 I
6 J/ n8 o7 d3 D1 u8 {9 ]) _8 k8 I1 ]
" v4 ~- t* l3 \1 v: r0 k) n" v* N: c6 a) U# R1 f
5 h! N& `: o3 b/ I5 H5 I
/ l" ~* _8 ~* @2 ]) M, G
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