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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
) w$ A6 B) T# Y5 W/ C1 w) N8 D& u7 y# k/ O: |$ i, p
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
/ U$ V) `( X- e' L; [5 ^, }) H" o/ I0 _8 e; {# ?" g% i' }* }
(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 {2 n* {8 k8 ~; f" e" }0 Q5 |3 ^0 L: |. p# D; J, c& b) 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,
1 v y! ~; S; D
9 y/ `8 v6 W3 X- f' F2 ?就算打赌,也要精“打”细算。% E" j. t- s# B% L
2 m; X9 ^( C2 |4 t. a! Y0 [
完美的DB
9 D0 p6 G4 F _ j& }7 p1 h! y; U7 w( F+ m
' D4 N- k, G; _& GNBA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。
( s$ O+ |) _6 {- G
4 @7 n4 I* B. z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% q$ ]# S7 {" V: w5 X$ I
* s/ r5 y- v$ A7 ?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/ J B, v- }0 Q, A ]3 {1 [( c
* ^; j: L$ H1 I. s. U$ V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!
9 H1 |" q$ R1 D7 x/ R# _/ O y7 Q4 ]7 X( R. ], I& r
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,
. G M4 u+ ]$ P9 l5 _0 I1 a# s& ^. [
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
# [: u# I1 {1 c: z7 {5 j! j8 D* W! R
正,就会跟我们打赌:& x; R$ {0 D" b& H% L* J* Q, W
9 u, K9 S7 ^! q) ]! o( N( np * x - ( 1-p ) * y > 09 W: E& U1 y1 ]( k. V# ]
q * x - ( 1-q ) * y > 0
B8 A* H! p& h) v4 d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
) b. ]/ b+ ?6 {( N2 x% j% ?- D" v# i2 k& X- ^" V
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
4 f( l5 A9 _$ v
6 y7 W ^2 T( X) m f& p$ Y' V( L* o% o
6 S ?+ g9 E- j( ~+ n
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, H$ Q* ?1 H- e; q$ I v! c
3 V4 I2 }# ?( J: B5 ~“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
9 n( D4 p! Q4 U7 W4 ?' h6 T0 R
6 w3 x$ P$ f/ S* ?6 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?
& y4 M' w2 G3 b/ n; ~. Z
+ [, ?& }5 l/ v4 e, f
& K4 K4 G% _( j三张卡片的骗局
' t% U8 f- d4 u- n4 I( v9 O# s6 J( {
5 g! [4 x: T5 O6 f/ S" r
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. p1 h# j' t Q6 \) c4 {4 f1 L: H
/ M/ u) k. |% g4 h2 R, {7 E% i
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
" e, e/ h% M8 x$ |+ w' h K( y( l( K! |
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& N" d$ L% a$ V3 G7 n' r
+ [+ A1 \/ A, e% v. T4 y3 B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。
; T: e& G! h) P7 M
: q$ s, C1 z9 K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
$ p O6 A6 j6 ^0 }/ M4 X
+ q8 t; ~, b: s2 E" a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:
7 R! s7 ]7 T" }) h& Y& R5 F Y6 `3 J7 }9 y: L
0 B) [5 f1 y1 l4 I7 G( Q9 a' \2 z$ L5 v3 `* i
: X3 J+ V) D1 |& H) L1 T
! I. [! |! x1 O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
( M7 U% `% h. n
9 P; C! N0 x2 x" A: x6 E的情形占了2/3。
+ d6 {1 F5 j1 c9 a8 |% D- I( H+ y) b6 `4 Y: r
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 E0 \' o* G- o4 r0 ^9 F; J3 P- Y
% V. e) g7 `7 H6 e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
) ~: B/ }5 N+ S1 z# m5 x( N# ^0 o0 q) z
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)
9 r) t2 ^, L# J. |9 C& U6 R) a" g. P* D/ ^9 q5 U5 F
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。, w4 \8 s5 ^! i+ m! i
! P: |/ J% _/ h6 n$ J1 G+ P4 E5 V如此不平凡的黑桃A! V3 G4 M$ @( f! j, j I2 p! X7 s! n
+ F; G+ y) W Z; _, h/ e5 d
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
, p* [! N p, | m+ b- p7 y
4 U/ M9 P4 H5 V* n( O( h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
6 K$ V6 z0 Z# S" a# t7 ]
" d* o, s# R9 N& x3 j& X. B! X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 U" j5 i ?1 F# Z3 r( q0 p* i# ?( X& L& y* h" S/ m9 l1 b( P+ O9 W, 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
( O4 }. e' K( g% j M4 b1 l1 m. ~5 }2 Z, S. |2 |
还有没有更多的A?”3 X |$ u& Q* b
% e! |0 @3 R. u" A6 p2 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. R6 ?# a* ?" m. L
5 `: i( f) a1 P. J0 C不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
7 N0 x- e/ ^% k- I
4 h& d9 Y1 c) t Q* A! C$ {% y没有A的情形:C(48,13)
! {; c$ r0 t, I! N: E
( f, |. u( c. u/ d/ q至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)$ |: S3 o" t! a0 j6 a. Z# N
X; o$ s, p G( E M& [恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
+ z4 c% o4 r% ^* R) |: T; O5 T1 j
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
0 Y! {+ B: N2 Q; A: P
) p" u2 {$ Z# q l5 S. z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:
4 Y5 s2 O6 C; y8 W. P# s6 Y( c6 e/ ]* Z- x3 n' q
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
; H& h* B5 I Q7 `7 l(C(52,13)-C(48,13))≈37%$ e' z1 N+ s) e' k8 p% f: P
0 i9 H4 E. W0 T T, \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" E" Z) H% |) i1 \
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,
% T7 D; T* {$ j
) f3 t" V; h* X2 N) Z! N5 i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 z4 N; Q# u% F8 b/ U5 _; c( k. @
有黑桃A的情形:C(51,12)
& ~8 z+ ^7 i0 X/ d3 ?- q3 k# k. a7 G0 |. O3 @) e- L0 V
没有其它A的情形:C(48,12)# N7 O8 M L5 Q" t
1 b4 Y2 X& A0 g Z( v0 f还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
8 E" @$ E& Z1 m2 \5 n1 o5 N; X7 w; {! _- c
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
( S( t U" w( p- C, }
- V5 K" A8 [9 x6 ^4 ?# w: t9 F) }6 HP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。5 Y d) p2 ^. l& |5 x) k
( X$ m1 U' F. Y; z3 E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% G8 f' q8 C) A/ w. x
, G. D6 n+ ^5 g7 {
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
$ Z& z( J" Q6 ~9 m+ n& B" m7 b, i/ P5 N: ]3 G
你是传说中的死理性派!7 P) C( f3 W& e Q; \# J6 `: n1 {
, @: d# q' T/ o5 P* ^
) v4 F, r2 P* l3 V8 ^2 i
4 k. n" ~3 o$ D) |+ K$ [+ @) |! c; L& _3 q( R4 F
$ t' V* ^9 d2 I0 ^8 w% `# S
5 u* K1 r6 ?0 ^! W$ J: j' a, [
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