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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 1 }7 ^) W* {1 G* R+ _5 W$ V
$ ^' b. ~: x/ M$ e 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
3 H5 E9 g, Q. B5 d: O: e4 U: g6 m7 w a
(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/ s/ k6 L) d3 U& a( Y4 t
; y% i1 ^+ J4 R i: f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,
/ _3 {) v6 G$ l8 L, T5 v" {; a1 U$ M" a( j
就算打赌,也要精“打”细算。
( K, ~3 j5 N( j( W v2 u+ @5 O: A/ C
完美的DB7 v' H: N4 P' y% P% U5 w
/ c- Y7 ^# ^% a; w+ r
7 S3 L; d8 Y' O' VNBA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。. x! d1 A5 k9 g: |
2 m! N) g( [$ m- m+ }6 V& t1 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$ G* f3 P" ]* q$ G0 q+ q, f
0 H9 E7 x1 t; W- y+ N% }# g! h
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: ^& e' q7 c9 O( R( o
1 c$ G9 r" r. j7 y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!/ Z3 W5 j- J/ h& O( G8 F
2 B% J0 Z- j" c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 f: X3 ]) E. O/ o" y- q4 W) Y9 u, b# f1 W6 \
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
4 C$ D' `0 p0 C) ?7 a- W9 u7 i9 A. f x r6 j
正,就会跟我们打赌:0 V+ B* \/ ~% p% y+ ^% V8 ?
q0 V, o) J h- ^. g: S1 _1 Ap * x - ( 1-p ) * y > 0
! r3 ?4 I; d: ?+ u( D2 tq * x - ( 1-q ) * y > 0& U) P$ _7 n8 \) a0 q
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# }, e6 i, t8 D+ P- K8 F
- w: s5 t) u' h4 a! K
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
! D6 a: m( P/ F2 |7 h$ g. [! P! y
- T3 w" ^; O$ g; v" G
) i1 z- `' ?( w- o5 c
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& W/ g1 c0 ^ _2 m' Y/ j; f; p) r
- `2 a# I; V2 J' Z& ~$ U1 x* t6 p. W“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
" n9 j4 n3 Z" V0 Q" J$ y0 o" w @4 \2 a; J; r4 `, `5 D6 A3 H' x
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? X1 Z5 z; @6 a8 I4 {! e
) z X9 w w/ \/ B8 j8 B( z$ F8 s/ { A2 h! M! h, Q
三张卡片的骗局) a$ x8 C8 v* K. J
8 a! A8 E( a( W' Z) F' @- j, }" u4 l) f$ P4 b9 e7 n2 f
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9 l% p0 g- b. f) s* Q
% E) u9 T) h* y, z; @& Z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 A0 K1 b& s$ m* y8 u0 M' V; |
1 W5 \! \' j) U5 k. ~5 z
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
! h: f9 |. E5 m: x! ~: }# |6 M: N3 q1 r6 z. P3 V
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。
/ l9 h$ O' |+ y5 Y: J2 [9 O
! g1 e( q( `, \9 m' B# T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6 d; k2 H, p, H1 H* [
. G( ~, j* B$ }2 m0 r; b3 W1 J* @( K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 |/ n6 R& H9 L* V8 L: b7 X1 p- L' [) \ M+ h$ c, `6 P
; a- P7 R7 P. U* s
' l ^2 M, K/ R( }+ t% U# i8 n
, v$ @/ r! g' `* t, T- J+ h
2 w. o4 O- s- l! u$ p% l7 H9 a# F# Q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
9 e/ n% w& H' C9 t& Q" Z' `
3 v) @3 _5 ^/ S) i1 O/ ]的情形占了2/3。
/ B# ?% P( y2 c' H' n+ ^, O, P
! G" [. R/ v- ]& u, ?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6 m$ c2 y2 W# G/ x8 Z/ m
4 p0 ~' A8 I+ ?2 s5 m1 v
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" i8 q# I2 ^# L# a( r" H- B0 C
& o; S) F0 Y, Z! a
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)6 N1 w- x$ @9 G5 Q, k! R3 G
0 ^9 v% r3 y$ [2 z5 \* F* `+ y称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
! K* R' w. o5 y- l! ^0 \ f* y% A6 R8 _! W1 V8 i g/ T
如此不平凡的黑桃A, `! U2 R, n1 J7 z! v
: T2 Y/ U% I& J) 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
% X7 k5 u' Z: {( h6 R2 t1 d
' Z# i3 H: v; z3 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
+ q5 H2 N; I6 [( c2 ?, h, w' o/ R; g3 u; ~+ t6 A ^4 L1 [, \9 v0 [
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,9 Y# o! N, Q T# `* d5 a1 K
1 ^' O4 b; n8 m2 d, 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; o. _4 O5 }0 H* P: e7 |
: B7 |7 k! o; X0 p9 w1 D2 {还有没有更多的A?”" r8 Y* h R3 q' r% a! S
* D9 L9 k- _& i! Y
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! N7 s: A1 Z* c" ^' b3 |
0 ]6 R7 }9 `2 h ~不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:1 B/ w- T, H$ C# |7 g" R
% L; I4 Y! `! v, O* }+ k9 G9 S5 r
没有A的情形:C(48,13)
$ p- r; [' e, @: I5 n) v5 \' g+ ]( U) v6 Q8 ?( H1 }3 s
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)0 v' ~. S" t! e. f
y2 n' p# i2 D# F8 u恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
3 s( s7 O5 B5 A& V/ G
. ^6 o3 p7 {- s; l( z5 d: ~- Q7 q至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
( `- D) `3 i7 L2 C) P7 C- [' A) U
7 b q5 \ Q. _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:5 J! W* l) }# I. b! @8 K* e. m
~, K- O# C& ? iP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
+ G8 _# I; |% h(C(52,13)-C(48,13))≈37%4 ^7 k% m9 o- h
& K' j% O& ~; G0 [7 D, w; 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
8 ~: D8 _ Q+ l! l: U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,# v' R4 t% E0 q4 U! P% i" ]/ G
* O% S5 J, }, f5 A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:9 m# W" b# T& E# z. p( l8 ]% ?* }# o- [
8 N/ }: y r# u- i( n有黑桃A的情形:C(51,12) J0 q, k" i5 Y c% W4 C
- |9 t) ?- ~7 s3 {9 i5 t没有其它A的情形:C(48,12)
8 P( G2 o5 ~! _4 I6 m/ O
/ R+ I/ |$ [' t$ M还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
/ i( D6 V% J0 \3 I3 z- x$ h
4 |+ c1 e$ g7 P2 M! l( ]事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:' |" t7 t, h8 B
3 b+ ]2 A$ M. I) f: r ?3 {: k$ e
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
5 S. }! f' x! g! p8 h ^0 U. s4 k- N+ C! x' u% Z- U8 X. u4 @1 B# 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
; T6 @7 D! @+ |- }- Z3 _1 u9 ?
. K5 ~: R4 U3 H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
3 h3 {# f$ `( W! v0 q8 i* P# Y8 z2 Z/ I/ a2 S
你是传说中的死理性派!
, W. @- s1 g8 l0 v, _* e$ J. G3 Y0 r' |9 u
$ u2 z7 I5 c2 m
+ @/ Y5 _7 V' r& O/ F# _) V
' |- n1 k$ ]3 M$ P- A4 D; E; J+ s; M) x( J4 s$ S% I
( {' m( ^0 q* M- k9 A# [- l
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