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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 ( x( |; i" n5 D( z
: o4 B5 ] D$ _ 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% y+ m/ u1 X X3 S. Q/ { ?
( h$ [; D! [" e) y/ z
(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
/ e0 U* A1 D4 R" p! O! l" M) k
w: S7 }% J) a! k, O* U% K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,: m- P) }! |+ ]0 X3 K. a; g! O
. ~& N8 F3 ? H [
就算打赌,也要精“打”细算。
9 F5 h5 M) C$ h2 h3 N/ T- b$ G/ Y( j# x/ ] l- Q/ m
完美的DB
8 f* S m: ]$ \. g+ b: [" R! n9 x8 z. {
5 P) t: [7 J) \3 m9 N
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。
7 v: D; N' U/ M
+ @& B$ T$ [) f' o 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
4 D, r w. n$ m) R
9 |9 g! s4 D. j8 }; F A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0 B( A9 T6 r9 d: s4 r$ l+ `* I7 r/ ~3 ]
& h2 ?4 j1 [% ]- C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!
4 r: @* A) ]& d. Z
$ i. B8 v' X* Y' y/ b9 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,9 O6 Q8 [8 n/ k4 G+ z
/ [+ M6 |* ^8 V* [ \, M0 _9 w
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' z5 q2 @2 l6 h6 B, [4 o
) L8 ], e" N7 B( g N
正,就会跟我们打赌:2 V+ ] ?0 j1 a& z, B( K( x Z( x
3 t |# Z( b' Y9 u+ Z* K( T- v
p * x - ( 1-p ) * y > 0( L% g [, v) c" v4 e
q * x - ( 1-q ) * y > 05 H3 o5 E0 {5 Q* n
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7 l- c4 g% a+ n' v
3 W: }" c% v5 ^% r1 Z& [是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
- Z2 V% O$ f2 H$ ]) C) U
; K" \" l; D; M0 ^6 ]* p: \! x4 u& K/ m' Z& \! t6 I& Q$ K
2 l& s* B( H3 f+ W, f
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
1 s" G5 g( T5 {6 N. k* q# E. m2 }- F/ ~; H# K$ w' z
“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5 `# T" o( a S
8 y+ B* ~% }. {+ E+ T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?
. @# D- s1 y6 s" B
+ t0 D' d, k5 H. ]) @( n q$ ~1 r% v1 k$ q% l5 i! L
三张卡片的骗局
2 m, g' I* T/ r! W5 n0 T( N
" s/ F1 V4 p3 Y. ]2 c# V, [/ c
* i9 E- @( o' ]- t9 g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. u5 y5 U/ R& l0 H
/ u2 H( i9 `8 Z$ {, a- {: c
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
$ m9 }0 b0 B7 G" @* l; U/ z
- V6 I; G3 b% F3 c4 `( v7 ?2 B, v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
2 k" z- d* h9 E6 T
; S' `# w# X" l- d* j4 h6 }. `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。7 S: @* t% F9 g0 k0 a; |; O
" J$ s! ]( h* P! l
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' N* F; Z% [1 A+ |/ p3 G
- K/ D6 q! B) G1 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:
! }8 b; g+ G [/ Q; j6 Q' q1 R: c# M0 a# O8 \8 v9 Q( s
) M# ?" T1 z, Y+ a7 G
, |" o, e% o! Y0 y/ [( u) N1 s- a' [3 p& P
: X4 P) v8 n( V- |. v6 y, b4 [: G
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0 S* K& A7 u" ~ q2 I
8 l4 a$ s! f! E7 G2 C- q5 g
的情形占了2/3。) H, W2 R; R3 n% }0 _6 M3 K/ a
0 ^! _) q! T5 L$ x) 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( b5 Q, I" r% d- k
' K7 k, i$ }5 h) B2 [% C
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' u* k; |" K/ _) @0 ]# I( z% t
% h4 H' x3 b; y- p. ]" G s9 q4 J
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 O Q+ P1 v. M- j$ ~( @6 i1 o+ `2 `# V" t; E7 f
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
* c! K( |2 e; ~6 L1 n/ v
z6 _/ f' z. Z8 ]如此不平凡的黑桃A# t8 Y+ O, `, s8 L
6 i4 P: a/ a3 x8 _4 _8 q/ s; k( 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( q# ^ r# K0 _, C
3 z3 l7 D- A+ y, ?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
- k8 V# u9 V$ a+ C0 K! f0 u4 o q+ c" F+ \# A
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,
7 d1 S$ h; ]& w% f! V6 S* U" O9 a I
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# w. \( v+ M; c' Y
3 I7 c. S: ^; \( ^! u
还有没有更多的A?”1 L3 V+ a6 B8 Y/ }8 W5 ]( V. y( \
6 n9 D: C2 C$ n2 ]* ~! O$ ~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
& j" E/ h0 M, t0 A- D
2 z, m% v# U6 I不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:5 }9 b3 e6 X: S
) b# f; L7 M# z. H% u2 V( Z) {没有A的情形:C(48,13)/ Y" g+ ^6 D. P' L) {: n5 h! w
0 o/ \/ O+ H( [- [5 r
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)6 D! \5 I; R, h+ q/ Y) s
( v3 T7 y- @5 A1 J8 S; P$ n: W: k恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
$ L# g9 e: v& X, t: R% _6 W
! O; K2 L" p6 x; O; F- X" b; c/ Q4 o1 r至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
- }3 D/ ]( z) g* d: D( ?! I& m( N
, V9 c6 p$ G* K N9 Y O& [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:3 ?2 D: w$ \+ d z' a! L
. r* \; a7 z' r% k* G. q2 T" E, ?P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
6 x Z$ V2 Z. U) t) L' ?, ?(C(52,13)-C(48,13))≈37%9 {. g( n' g5 @( A, o' B; ?1 `
& Y. }3 h2 ^. A: S# L. U9 S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 q( L t2 Y/ T& S( z: m; k
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, L O. c8 H2 Q. m6 Q, ^$ T: B' E
9 K, c6 g& ~, S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 I' g/ p# q, N8 F
; M8 @$ E: V" X# C9 c5 i有黑桃A的情形:C(51,12)$ ~2 q. T1 {# q5 o. d p1 j- m
' U. k J, I/ ^% s: `, |6 S
没有其它A的情形:C(48,12)/ Y" f: Z! h9 {% v" _; [
4 i3 j3 B5 D8 `) X/ H d3 ]/ e4 r还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
7 R8 f' f: l1 z+ V9 k, B
# n$ v9 w8 e. v9 R: W7 E事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
5 A4 W0 v/ g8 T
; c, E7 M1 Z; D* T% N( dP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
' ~# [% H% z" N% |
/ c2 g; K( l7 ]. Y2 Q7 e$ i- 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
0 N: [+ p% _: c8 X' u+ t( N$ u: L- ^- R) K* N
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
5 l3 j& o6 q# g- }, ~
& A2 v$ N, T7 }7 @/ x, b! \你是传说中的死理性派!2 [, J0 I5 Z; R1 M
( i- o& x3 {. e2 T, r- Y" x. M" Z N
P- h+ R$ @5 ~ ~: D! G' T( R3 H- i0 t/ G
, X+ L% m9 p+ C" K7 Q4 Y* p. P' q
0 `0 p& V) P9 v$ ]/ K0 I6 _
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