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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
; k- i: {9 ~( S8 u3 r
5 ] S4 e2 J \: a6 [ 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& d" `9 L- H3 J8 H$ S7 U: L
' r) L" c$ M" Q7 |- p(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
6 l& e8 M$ \1 D s/ Q1 ?( s
- z! U% k4 N" X5 \5 V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,8 V4 _6 Q3 H: m
& h3 Z4 n* e# c5 k+ k; y l& D
就算打赌,也要精“打”细算。
4 Z1 T3 e9 q9 g8 p) w" K3 P& C+ Q3 K4 W4 `" `) W2 B' m5 u7 ^2 B
完美的DB7 Z, S" G& z, }7 F* F4 k% k9 K4 S+ L
% K' c' |3 G+ D! C# g* _) _ k9 }
+ H* s4 R `! E& 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。2 y3 e& ]( x# y) C: t/ y1 k6 X
- V3 J K- Z' a
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; P& a9 N* |) _( ]5 d" c1 a6 m+ F8 v$ k) `: P; r
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
, z) u7 D6 N/ o6 h1 C6 S3 N7 R% p9 P3 Y t8 X
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!8 [6 l9 f7 V3 h2 `1 V+ u- J
& Y( [2 |; V- 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,* t# e4 a' p0 |, e5 M
* I6 k' r7 O$ ^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! Q, O$ p+ K* ], H6 J
2 l) K9 I0 G& [7 t: \2 Y9 _
正,就会跟我们打赌:
' Y6 d9 c9 a6 V# k! K. f$ T9 t4 z9 u: v6 Q& A0 y
p * x - ( 1-p ) * y > 0+ L P! p, v, F# P, B& ^. I% r
q * x - ( 1-q ) * y > 0
4 E- f8 L% h2 h0 R7 _* }5 b6 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5 |; H/ y9 w& p6 a% O
$ c' C/ I# E5 D5 c/ t p是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:0 q) V- c% q, i% F4 m5 b
' ]4 ~5 h5 d/ j6 O/ e) u$ e9 \" Z7 k. \
t$ A1 B! ]$ w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2 @9 a4 X8 G; ^5 S6 _" G6 d
/ W% W% l f6 ^" H“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6 b& O! }5 b; o0 O/ I4 k6 z
5 [" h0 N, ^* u% [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? r" ]9 s* I6 y; E1 |. R; U
9 [5 t* g5 F7 ]6 \- d; [
8 @+ Y. w) ]8 v b6 S& G3 D三张卡片的骗局 j- ~0 c! C5 Z# Y4 {/ B! r
d+ W3 S/ q% O+ U j7 _
, W$ n: P; r6 ^/ a
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 @7 K% C- I$ b) N" L
1 N# ?0 V, B* n" X' X+ W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% a" P0 ]: s, x8 f5 n2 |
) ]5 K7 `2 W. Z: h" i1 e& N' W) m, B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4 Q, Q& p N) u4 w
$ J7 F$ l2 ^5 d+ Q! z* Y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。6 M) q1 F" s* H# R# v
5 n& _$ H6 P8 w) g" \
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$ x; x: F) M# W% g
( A9 w+ ?1 Y7 Z
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:. j" u1 L- t) o/ U, \
5 K: n w9 I& C& ? h! F" G
) I% y& G) D5 u3 z9 n" a# F6 @4 i5 f
7 ]+ {1 P1 U; C0 e1 f7 H
4 b: X, Z; K3 s1 \# R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
; V! T# L: v: m5 I2 l* P4 n# e: |( Z+ q0 g$ _! `* M; s
的情形占了2/3。
9 F% i# B& y; V3 F( J) j @2 ?' ^6 k; x( k& V! 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
3 ~. H7 m! {9 }# e# C5 j' w6 z& k6 y' |0 k1 P5 f" M# z
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/ P+ X. @! _) v
* S: e4 c' f# C$ L+ X
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)/ i& [, D& L( m/ J- `+ o: @
1 K6 C7 d' ?& |! v称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
! d! q" w2 R- n0 T m. C! ^9 m3 n5 B1 s6 I- z4 Q0 _7 v" Y: y
如此不平凡的黑桃A
9 T+ B e# {* o; A3 |
9 \6 ?" g4 Q- y' u/ 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9 ~3 _' {1 b7 W7 p
' X/ l: i+ D/ H: G+ S* b/ Y2 B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
: k/ a" ?4 [* n: ~ Z) p9 r$ L2 ]; H/ t. \; W
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 f- E) D d* H, C7 Y7 ]0 b, Q7 g; c) M: N4 z) T" Z! I {/ u! j. }% e
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7 v6 a2 ?0 Q2 I# A
5 F- S. J0 x% ^8 F还有没有更多的A?”
: W7 L+ a" ~: [: r* n) Z( q4 W% v9 [1 ]+ B/ h) K9 L3 a
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
) V2 j& Z% g( L! w) j& @; a1 f
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:/ d& A! O) }' A" O( ], D
* p9 t$ C3 Q% d, ?$ V0 U6 X' \" F! o& L
没有A的情形:C(48,13)* ]9 w# W7 w6 n2 M0 p9 W
+ @+ ~: }; j+ r0 {" ~* K
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
" P1 B9 p! W) u2 Q/ X
& }7 X M9 H* ]* `: B! `恰好有1张A的情形:4*C(48,12)* [* j( n# D |* v
$ S! K+ Z4 F" n; g至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)' t1 H3 K R& p8 N
5 w% [) O* b; t# b
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:% N) s( W7 b: \
! U' p8 }! H' _
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
: r4 X, i& R0 b/ C" Y+ z# X(C(52,13)-C(48,13))≈37%. ~6 o ? G' h* u% O
8 O/ ]6 m( Z, _4 S) q3 x
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$ y/ H; A& _, s1 L5 G! R# L
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,2 C# P/ u/ T# a( \1 P% K; U$ W* d
z i* y4 _( w; ?0 \2 U& ~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 M, M6 ~( B K6 F7 o4 J
; E& ~( x- {4 ^0 L5 l7 _有黑桃A的情形:C(51,12)
3 B5 M+ I- O6 h. D
% G6 Z/ Z0 |/ T5 e+ s/ Q5 v没有其它A的情形:C(48,12)* t, X3 A' U i, ^/ ]; U
3 T& r0 ]" f2 T N还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)3 o7 K) h* l4 q3 T
; ~9 [: k/ D; H4 c8 g- a事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:% N& F0 l( `. F- y
- S: x9 R! t- }" \! _* n. V, x: QP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。- s6 b. f& }$ Y! ^; t1 g0 N8 `) b4 D
' ]( q4 b5 R) V: O" Y$ ^
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* d$ a1 I0 w5 s B
& y" d- E; a# }5 c# p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
9 S( }' H$ D$ j; N% K1 P9 G
9 o1 ~3 M+ i7 B! r你是传说中的死理性派!
4 i- K O- x# G
; C/ c$ \, l P* [( R! O) |/ _- `) E' x H
" d" a2 U9 g& E3 C" t
) d/ O- l0 O0 H; w: t& d% G6 H; j6 T' q- ^0 h6 z) t
8 W* ^' j8 C( [1 k1 i; l3 j% { n
( n; f+ W4 o: [* } |
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