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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 0 x: J' l6 ~" [; D* U! e
* S0 _" ?6 A' R* C: Q
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 ]( f2 ~0 t
) t5 U" n/ E% G! t) ^+ w(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
$ |3 r1 v8 K7 z5 r# t
9 b& G3 D& Q* [, D# n& F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,
4 w& Q9 N0 p$ l3 c& D+ k
q$ k$ P9 p2 Q M3 Q. l8 D就算打赌,也要精“打”细算。
/ S9 r: H: g5 n0 [9 k: v( q
- l+ n" a! ~% s& P' f! c完美的DB2 I& s, _5 v3 w( c
7 d6 Y [9 u+ K$ a. h
# y' ]2 l7 \( g' f" Y3 v& F4 RNBA球队湖人队和小牛队有一场比赛,两个队都有的忠实粉丝,就叫他们“人族”和“牛族”吧。
6 z2 g$ L% ~5 J( n7 q8 h- Z) P; ?; [. g+ ~% `2 m
粉丝当然都觉得自己支持的球队更可能赢球,所以愿意跟你打赌。假设“人族”认为湖人赢的概
% F5 ] ~+ F5 b! I: z" R( v% W O4 y# U5 S- x- y* F, {5 C3 `8 \/ C8 C; R
率为 p,“牛族”认为小牛赢的概率为 q ,p 和 q 都应大于50%。接下来就是有趣的部分了,我, I h; V1 N2 a0 H" J" i; e# S
/ u, M o! }0 t们总能很轻易就设计一个方法,分别与“人族”和“牛族”打赌,但不管结果如何,我们都稳赚不赔!
3 j$ L n+ p) U7 `' v/ y+ P
0 }! i. o0 S! f( B方法是这样的:我们分别与“人族”和“牛族”打一样的赌,如果我们赢了就得到 y 元,输了就失去 x 元,( ?$ [* R5 I/ f- F+ \* m+ G; ]
0 z; ~' V: J) y9 J) w
只要 y>x 我们就赚了。而 x 和 y 只需要满足下面两个简单的不等式,“人族“和”牛族“的期望收益为- J3 b5 K. _' K: W; h
. ]* g2 z! ~* w* E \
正,就会跟我们打赌:. }$ Y$ R* q; U
9 ?+ f; o+ `% X- X( f' Tp * x - ( 1-p ) * y > 0/ H6 N. T4 K" a2 B6 \8 q
q * x - ( 1-q ) * y > 0
# A0 S- j' m3 p/ W U, H# K加上 y>x 的限制,画出的图像就是三条直线所包围的区域,对于里面的任意一点的坐标值(x,y)就
. h) N, C: M- j- ^
+ G( y* ~9 |% M3 a8 n( O是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
+ z, w1 { a V3 l( I. v
, i$ Q# F! r0 |3 X5 Y5 `9 ]! V, Q7 m7 J# e$ c4 M. t3 E
/ t3 W3 o' a' T+ S2 {$ \) G$ |0 c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
; F+ E1 Y2 g' x! F2 p6 N. Q) ]; G, Y; g6 P$ g
“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
) y9 ^* O. i0 g+ l3 l' t: ^: ^
; m& h0 X- s2 e' J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% c" u, x! I5 g" M+ a+ w
* M( ]5 D: C7 u( v7 W$ P
8 `( H; }$ c( x% o& P+ h' ~三张卡片的骗局
# ?3 S1 P$ g1 F b) Z8 b( |& e0 I1 u" b/ u
/ u8 i L( x ~+ E$ r F2 _
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
$ T/ w( [ M) ?5 p9 N. T1 y4 t- l1 E; m6 y3 k: s) k
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! B" y1 h7 K/ w. S0 G: K
5 j) ?: `, Q6 o$ I% c6 j7 ^) @: 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4 m5 p1 R7 ]- s0 o8 ~' k
, f q* X* H6 i9 q, J
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。
8 }5 H: `2 R5 E7 A9 q2 f9 F f7 z2 W% m, f6 O( _1 \
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 U% {6 F& ?1 U$ q$ P7 \) j4 N
" } a, }2 ~/ e. i4 y" P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:" a# l& H. `/ v2 r/ A- K
9 @% y2 a) C7 u* ^, G1 A
* @6 Y/ a) h! e1 I% F& s/ v" g! Z: i( ^' m! y+ R: N- ?
3 X( D. ?' e W4 ~( l! y& O( e1 N/ b
) Q2 |/ v7 \& ?
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
3 g3 r% V; A: ~: B
2 V. `1 V3 B$ c. X/ L! g的情形占了2/3。
, t8 _# n9 t1 O+ B& j( [- o5 `1 Z3 O4 _5 Z: i
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
# `5 K/ g4 V9 I$ M* I, z0 i% y6 f( Q* n( w+ ?& T8 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 P/ k0 ?. k1 e8 _3 Q$ b0 l' o2 m! C0 w- t# b8 e6 S3 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)
7 l3 P: l. P$ J; N& |* N7 ?+ a- R! j3 S' D( K& S( z% m
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。0 Q- z2 ^' d$ [. X5 @
5 b x. c2 \" @' B( i4 O
如此不平凡的黑桃A r$ ]- V, V$ Q. [- v$ {
Z3 I4 R, \4 |' B% s. R
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% H7 |* @8 m' ?* g8 L7 `
; S8 E: Y- I* v* A; M& B. f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
. t" Z4 J# @& {7 I( d b& F' G$ n' B: d
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,6 R* a/ o$ x2 P: J! S/ F- a+ ?
) Z1 w6 B* P% u8 [$ N8 [4 A/ Y2 D
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' }" U- M2 j# Y' R- M, a# Q% S
: ]6 d, Y: m- }还有没有更多的A?”! w* l6 I7 \; p: x0 b
* `' |5 `+ m, B0 |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7 U0 R! F1 x, m; _
3 z: w9 P1 t F
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:& X+ d+ N7 B, J/ W
8 C+ k |6 ]. k7 ~. a没有A的情形:C(48,13)
1 O; M* A3 B) {
) Z5 ~- k; H% G# `; S9 |0 N( p3 G+ d- m至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
$ |+ M, p4 R, @* i) H% F( P* h3 X9 `, y) i5 M
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)# f3 q. I" a$ b8 k! B2 e6 n0 }0 b
+ K/ T, s! B# b1 G& Y" q至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
7 P3 U7 ?, J6 x( z& V& h
0 o8 s" Y$ s+ i8 ?, ~" z7 p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 M$ T" K+ J6 [# F( C; p. x; _( u0 n
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
: S' Z. I( U$ Z: l G& k(C(52,13)-C(48,13))≈37%
7 L2 ]# Q) X" O5 R
3 |/ x! B" \0 `. @" f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
" k5 L8 H3 s" u+ }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,
' W: e" u( p! G4 H8 C$ q! G6 I9 G, t Q( L# k: v" z# \. X9 k/ w$ R/ p
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 D; l$ U$ ~( ]' T
" R. @( r' n5 b3 A) a' h有黑桃A的情形:C(51,12)
0 K6 J! m( j6 U. p7 K! R' C
( n0 C T/ o$ K5 t p$ W没有其它A的情形:C(48,12)
- e" t" x7 E% t# G! x" G
( m0 w! o% E$ k p7 _" r, X3 v还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12). s# O v. {) a1 H; P8 R$ B
6 l# {: h' j5 ~6 \& n事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:6 ]' j4 G5 N6 o5 e8 ~' x
* Z9 W6 i( }4 f! d- }
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。 r4 \/ o* f, N5 S: M. K6 U0 j
3 h4 k/ I9 j# e9 r; v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
- s/ p; ^; F! V7 B+ M& J/ R% i
+ t, U& D! O9 t4 L4 x/ D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+ z4 a3 \+ j, E3 H$ G
( O5 m1 Y9 D- D4 K# N* O3 J$ L你是传说中的死理性派!
2 m* v4 T( N6 C/ ?# K4 V
! }4 `0 e, e) b; j D
" T' p( c7 _; i: d
/ _. V, L) Z: W1 y0 R; K4 B6 j0 n! ?! G8 @7 N1 N) \4 i5 @9 n1 s
" k& t: `8 o5 l2 l. S2 V+ U# q
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