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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 ; v; c9 w. p2 i; J) w( a
* p% n4 N3 _0 ?- W 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
1 l- C+ ]5 W3 a8 X
# G% b9 f/ |2 s8 {; X3 i* t7 ]' D/ _(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
- y( s0 i' |! s9 K4 x4 R7 H9 E8 K( t; y. N
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,
6 B, ?, s5 V6 A' _4 x4 L/ S6 [
. h; A: w7 L2 L就算打赌,也要精“打”细算。. H* j; v, L; d" t1 E5 C4 @
& m# R6 A" p# g+ k# R
完美的DB( \0 d, j0 [3 m) H8 |* B
/ z' ]! H3 m ^9 d; @
2 r8 x- f" z3 ^8 |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。
3 Y- H: }. _& S9 O
+ X4 M" F4 D# I: D7 p8 i# d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
. j* X9 k5 ?6 J* N2 D9 r/ P* Q8 f1 r5 {8 J
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8 r7 ^( U' {- l6 M4 [
1 u7 Z# X h7 f& f- K- a. E
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!, o6 K7 H' Y$ f- m/ L! o8 C# w
0 A4 O1 Q3 {: O1 D7 _4 B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,
0 y) |6 W3 l4 u3 H
. F: r( G, k- u; B' q5 s; H3 d0 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: N* F3 u7 x9 |4 C# z7 t
7 U- d' K# y( r" D" k
正,就会跟我们打赌:0 x2 |: [* O g" J( A1 u
q* ^; ]7 j! h+ [7 O: pp * x - ( 1-p ) * y > 0" W3 A* J5 X. ^' L$ Y
q * x - ( 1-q ) * y > 0% \! a# X; U7 e! T0 l
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4 z, @- h" P* [4 f. X) D+ F
7 [% w* h( h; t& v- {$ v, }6 ]. l4 `是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:/ _& O/ M% b5 T# v# Y7 @
: t! `; d7 {0 W1 {3 M
4 g8 m( i5 m' p( i/ |4 E
4 Q3 B( Y0 @& X0 T# M
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
& h5 s( z1 g! Q2 [4 g% w3 K+ [
" x. `8 n0 P x( y3 ~“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& u% }# Y( g& T+ j; C9 r. C
1 R4 }% i; k/ i$ d) p& e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 M4 Q1 X! p5 x+ U
9 @; n8 G( U# p! T2 b+ H, a
C) x7 B! a: b# q三张卡片的骗局. P$ w' ?# _% j" f9 ]
' \8 e4 q; q# w
' @2 j3 M' T, b6 `- r0 N# s7 l" m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7 B& @' t) b h/ l0 X
) d, a: Y- d- \2 I+ x0 d8 F
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 S" ?) _3 ~" h' i2 o) H: e3 \' ?9 Y7 \+ e( {6 i; Y9 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$ O3 t: \2 Y H* m! @" I/ N
& @& k% @# B9 L+ \ z$ @7 O+ x# t& F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。+ D9 ~1 |; l! B6 t$ |, S
8 r7 p+ X) l0 ^7 k! D, m0 o7 u( N
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
. T) s; `# U* G: J5 r0 q) B; c3 ~" A4 g2 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:0 L" k, Y+ ~) z7 E7 j4 H/ t+ }8 D
3 s7 n4 e# r+ y
* H( {2 I1 }" e7 v; y
! D/ u: u" M1 D3 ^5 f. k+ z9 h4 j. j% P2 C
# ~9 I2 C! _" d% U- k! K E a( U1 `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
, M8 ^3 |! a. V7 |* t y7 m2 i
- n! m& i0 K* P的情形占了2/3。/ L) Y( B5 T9 K" o5 X2 P+ r
- C! F) H; _/ l
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" B: u+ Q. R( l7 u- v1 q
, N0 ~, ~+ ~4 u9 l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
0 D' V b/ N) J# h1 T
U$ { k* m' B: F) 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)
/ _- A" Z/ {( r0 P8 T: e0 \6 h) t2 O( B) @0 ~ `
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。+ d) L/ g9 @2 E C% m
% x- _9 G0 K1 H2 X+ J( y+ u5 w
如此不平凡的黑桃A
! _# \/ z- n! ]: \' q( o! g$ U0 |" }1 ~1 p
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7 S) J3 H J2 H+ z3 S
5 e- b; y4 L) H! j0 ~& k
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
+ R+ ^+ v3 S' y/ x0 X% @& p4 z
! u8 P/ V* x7 D& H5 O: 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,3 N& _* | G H1 i. W8 N
( J# h* b0 T* r2 |9 k* ~- c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
* a4 l3 N) L9 N5 _+ ?1 j" S o, o V
) W8 x6 T6 V' w! x, S还有没有更多的A?”
+ l4 j2 D5 w/ X. e! y5 C4 D2 g5 S
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
1 }$ y- G0 t' @ ~
; Z7 \3 y7 B8 n) f不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
: w! N) \. y7 M" M+ A5 r: a3 r
u# v5 l: c2 @- W- U1 U没有A的情形:C(48,13)5 [2 @6 \6 _ {( W
7 K/ a- R6 L) e+ s9 ]2 g4 G至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
7 E# `4 T. C& [* H9 v
. |* G. X% j( s2 n' t恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
6 M: n1 t2 t# X, m4 _" r% l& |7 |5 ~% F B
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)2 ^1 l5 r J1 \8 P) {; E& d3 k
3 K& c3 V- P) D
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 k5 T3 d0 o" P
# v/ y1 j% U/ p7 Z6 nP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/$ t$ x7 m$ L* `9 i8 X7 ?8 d
(C(52,13)-C(48,13))≈37%
, o) W& k, O7 K- a7 g6 u' p+ T( G f+ ~/ _* h& m# ^7 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5 U1 E$ \4 G" K3 l$ a5 C
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,- }; g7 Z2 l, r* I% J4 g
3 N4 \2 e2 l( t" e: o' {. a7 _$ W
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:
4 k2 W z& s0 c* K' B) \
: `* C3 X( J. i0 ^有黑桃A的情形:C(51,12)1 y1 {' C* ` T& ^% W a6 u! n
! Q- S# v% p: l* v7 p# y
没有其它A的情形:C(48,12)
% R8 V3 T5 u3 l3 ~3 N) e3 V4 Q( ^4 b5 n8 \. L
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)2 r3 C6 V4 `' n, t5 O. B% l
" g% X& w( k- B& [事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
' x5 ~* F- P! F, s. B7 a# k% N& T7 k8 P: U- l [6 w/ ]7 W
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。. y. y& s- i0 r1 O& X$ i! T
, @5 s, P* T/ d6 b# H0 @) [$ S
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 H: g3 }6 C% |
4 _6 l! j# \( J- m# Z1 u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
! s" _' C4 K$ q( K. c5 O! ~2 ^5 T9 J! P
你是传说中的死理性派!
# u3 }& C; L3 @6 h9 h+ I& H) Z* ~& R
- [* {8 ^8 f% ^, {0 O `
# G ^, m) s I! Y; a# n2 m- N
, k1 n( P$ S! ~* _ o; e3 K
, q" ^; ]9 ]; Y" q. u
+ S! H! P" O s0 P; C( W) G! F2 h0 |) N
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