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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
- a! ^; U* Z. I9 n2 k; k2 |( O- `+ b/ H a
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! G" ?$ `6 @% P6 M
" R0 q J" i; a4 g: U. j(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 u) F: M1 g' A! @. q- O$ I1 V' S+ 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,
( F0 k/ R4 ^" _2 P& a) i9 I
F. y- \% F5 K' ^& T: G. S就算打赌,也要精“打”细算。
% @% I* P: s- E# }" B; ~2 F7 f
1 k$ t/ |; |4 @. R) Z' N完美的DB- r. f3 v- U$ i
; g: r2 l; ]% F$ K' e
# _; t4 K. c: l' N( e
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。8 A) H2 [# L/ u5 C% h5 D3 e) F: m1 l; ]
9 G2 \; g! R# 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8 V: W7 k5 d1 A& M1 G1 y# J
2 M% \6 ~+ a( @8 J' G6 k5 P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
5 m) \/ L% X, g0 r. Y' E# I0 P- n
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!
; X( l% t% F( z. y
`, W) J8 o) X9 M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,6 V9 \( F9 u+ v* x
2 J [# G" |+ U; t& P3 Y
只要 y>x 我们就赚了。而 x 和 y 只需要满足下面两个简单的不等式,“人族“和”牛族“的期望收益为
# d3 g$ j8 U# h( Q0 x8 e
% g( j1 t. l; |正,就会跟我们打赌:" k0 l0 z5 f3 ~- L* g* i) q
9 K/ {' M ?; D) ep * x - ( 1-p ) * y > 0: d% l. e$ k2 v$ Q
q * x - ( 1-q ) * y > 0
" Z& u2 V' R% \7 h( e加上 y>x 的限制,画出的图像就是三条直线所包围的区域,对于里面的任意一点的坐标值(x,y)就
* \) p( k! V* y# Q8 |
3 p+ s- r0 D; o4 ^是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:9 I+ z q3 ^# g0 p, |% I2 L
2 |3 x: Y: F. z& m( w, k/ a" Q
3 y. U6 u- g0 Y; n/ S4 }: k$ j2 ^& _$ }0 q& d/ b
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
+ J1 f9 j8 a0 K1 ]: G+ }6 w9 T5 q0 C. B1 [6 o7 }. K' s
“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
! x" C* D5 `4 d! w$ I$ v* h5 ?5 \+ b
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?
; Q& U" f1 t) P8 m, p
) O8 L7 ^! v9 ^1 l- t& \/ [/ P% ?" }* B( S, N+ {% ^3 g
三张卡片的骗局1 k( X0 k( U7 E% G5 |& U
; [4 t% T1 m( x9 t( Y* t9 }5 G% U+ l
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 ^. j9 F$ ?/ y; _" f& V6 K; _& N0 Y
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
: @1 @9 B- I: q- B+ g4 J9 z( s6 `2 O: o% l8 i
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
) F. |1 e+ n, P/ F; H% t- o! i+ @+ _8 U0 z$ t6 U9 N
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。
* T7 `# W: L- I, ?$ m
4 L' Q% z3 S, `$ q- K4 q: W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: ?1 K# {6 X) ^0 V& D
+ |2 G$ Y: G. ~/ A; S8 B
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:( }: r# C c- a4 b
7 u ?- J, z! T- x1 B4 c- X1 W3 _, F _; n7 f+ K
" b9 n4 h/ I+ }" J4 t
. j1 `8 F# J8 n0 Y
8 S. p3 O5 m/ M4 I4 g1 \2 Z% q* b
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* ~6 c! o+ }+ e0 s* r: u2 R, i
5 @2 M3 l. |4 q. e2 P
的情形占了2/3。" w5 c- Z, n- o
/ C6 y/ [+ L$ }! r) H
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! J3 b2 R3 f# c" [7 k+ l, d
. I" x! N5 X) \0 M+ v M
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 h& B2 _+ B0 b8 z1 P
7 f# \9 R1 m( t0 H
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 U% _: ^- c0 U' |( K
( V# f( ^" w( w( J7 i称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。8 P6 c' k& E4 t, G
# V3 {" c* j/ C! w
如此不平凡的黑桃A
. O& A% \* R# n G6 O
/ a" N4 T5 z8 P$ l/ G: m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
4 m! C1 Q, w' k2 j( g9 U$ W5 P% D
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
$ L! Q% m7 b# G$ T# z$ ^
V+ ]# J8 O, U% m) G, }& H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,/ u8 C5 S' X/ r- [5 H: O
1 N/ a8 q+ f, K) n7 p1 S/ O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! f$ a6 K1 H. ? h
. S* d4 C) r/ P: ]. _
还有没有更多的A?”. M; V. i, d4 l0 z7 E! H
3 j: B5 H0 Z/ a0 [ E
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/ b; p' x8 p: z2 ~7 N( x: _
- i* B" P6 I8 c/ I; {" v
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
; q X2 [, _9 T, Z) h8 b' T! @( D, e1 ~3 b5 V
没有A的情形:C(48,13)
( S* N5 l$ S9 R
3 f1 S s `) \9 g至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
$ v4 p& I7 `: p
# n2 A7 U5 X% R3 i# l& R恰好有1张A的情形:4*C(48,12)' I2 F. E* l2 Z2 z0 E: i: \
$ R: a# s, s. E% ]
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)" }$ G- p6 Z1 P$ Z, @/ ]7 D1 ~ `
' M( {9 ]$ i9 E' N' Y. M
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:0 N8 q k% T1 q) ?
% h: n; j3 l3 j; M
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
9 t* X9 r% @, G) R* F5 P# ~(C(52,13)-C(48,13))≈37%% C9 G1 {% K3 `& C; c+ L/ Z
3 a- [8 B, y8 g! g9 G. P
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
2 A1 U' [* w, ~, i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,) }+ q3 E( g* l
6 l; |- N- E% g2 r- v9 d
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:
0 ~ a/ O. O6 C5 T# g3 `9 c9 o; Y2 s& w
有黑桃A的情形:C(51,12)4 _' P6 i& v/ d" M0 B8 e
; u u* u. }. p( O! t3 y2 ^9 n4 t没有其它A的情形:C(48,12)
2 Z Y' E! P6 g* m3 o( i9 j/ m) P' f/ h6 ~1 B3 K
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
) S3 R3 n, `5 h8 Y4 N4 P/ \
% s( ?; o" U' ^' ? Z. L事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:$ @( Z6 [# K6 c& Q
* K. D. H8 i/ W& V. V2 E" f
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
/ Z$ j9 n7 j- X) H+ o% ~
3 ^$ y6 }9 }% E! l+ k2 }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
- X: q$ F+ k( W$ P3 m9 e' c8 X* V9 t4 e+ \" Y4 f
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
/ {* q% w- H6 E& h& f; w4 f+ d4 X: ]- t
你是传说中的死理性派!! [8 S, R- e$ i8 |# y/ G5 H
0 i! F1 R6 s9 g! U' B
4 K$ B0 g i3 r0 f1 ~6 p
+ J7 N4 }! r9 }) j( v5 f
- V: ?$ R0 j7 _
" P$ `. w# A! q4 U2 m: H% {" s6 X1 F2 z/ s
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