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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
5 Z$ v( j8 m. l/ c/ }3 M/ v# f/ k# C& ?/ M$ L4 H4 |6 [6 u
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 J* X9 s, w2 ]2 S0 I3 ~ A& ~9 b0 L4 l4 \1 g7 A. 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5 b9 F6 j# B0 a/ z6 I
+ A9 P' h$ _, a0 O& `0 R1 v5 B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,
0 D+ {- U |# a( n' A& ?4 K2 w3 l* C+ p# H
就算打赌,也要精“打”细算。
- Q1 G- J8 s4 O" `' U' W& w( `3 o9 M& o) \2 `
完美的DB3 I0 W; \8 }% e, q
7 v5 p6 ^% D3 {! f( Z% N5 Q& C
3 J8 P% @7 c# [' Y, ^0 `# VNBA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。
5 h1 r0 f0 u' i; e+ H; c5 [
* b# q* ~' y3 n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
$ Z8 F7 ^: j6 O; ?) m/ r% V5 T. k0 H) g5 c0 ~
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6 m7 M) x5 G2 \
+ C/ @) c8 r4 h6 J4 W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!& @" q2 { N, o
. f& C0 v; M& r e* S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,
* i& S' o2 v e, \/ w
- b6 q# i! S! x. R# F8 [1 E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
( w2 E! U2 o7 \7 B9 n3 }
6 [* y5 e, B$ t+ ?正,就会跟我们打赌:3 q% n2 P! v, s! v: E2 w
' v& [8 U4 o. |p * x - ( 1-p ) * y > 0
; F8 M9 N" F" P4 L z) S2 Lq * x - ( 1-q ) * y > 0
, P& k1 g4 p5 O; l2 _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; ], K$ S/ A9 s3 x. x# [
$ Q( }* n- t2 |3 r2 _- |! m4 `8 K是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
. ^4 }2 ^' N( R3 D
+ L$ g/ o5 h3 [2 B) Q$ z+ X. }' Y( ^+ z, z/ n
8 |( y- G" r, _
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& r! C. l/ C6 S8 d" F
0 |* [0 j! }+ Z. P2 i8 i“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( ^1 Q c2 g/ n/ j4 L$ c
& d/ e# Y8 w' h9 Y& A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?5 ]( J/ T5 t5 @4 j+ m- Z- q: z) d
g/ Z" ]# Q: l- k# n( x
, N3 ?3 D& P( Q: a' j" }& X
三张卡片的骗局* D5 c0 Y7 @! U" q. L+ e) @
* O, i3 n u# @2 T( }& T
2 B/ o2 p9 D+ P2 m. c: z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# W$ X& i. S# x/ F" s
* T0 U+ ^# ~2 q: W. ?( O
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0 N2 Q+ b, G) ~5 G
& U1 ?9 A) ?1 r# p
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8 u$ l4 F* p/ @
# h0 N, I6 r2 F& V/ z5 e, z' Q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。
: x" q9 {1 i: s$ c2 ? J
& @# }4 n" ^5 T# \* D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
8 ^+ T6 J9 _# W4 d. t m$ I9 A0 J
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:
0 U4 F7 R3 k9 n+ S$ `0 e& d" ?! t3 O, A( V/ e- X& }1 V0 f
. o- u2 h4 u! V- ]3 {6 o
& D l/ k$ c5 m0 ~; S9 n5 s/ s8 L% U" Q h6 W4 s4 j. ]
' E" w2 J" D& Y& k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8 Q: A6 y) T+ h# d4 i
/ }: o, N5 o* A3 o
的情形占了2/3。
9 u h) E" w# p4 ?$ P, G
3 [9 y% v X+ }: }, E6 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
: K8 ?$ j. r, }8 }7 ]5 P, M0 S: B) T
' I. u6 @1 U& Y; Z% t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
: ]6 }) w! x7 q' O. p; Y" `! _# n+ C" a, p, I
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)/ ^: B. n; [' P O
6 j3 W+ @" k; P0 J" j. r5 o( p8 V
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。/ t# b [+ N: S( S8 w
) R' Q& j% T6 V% \8 W2 ]. y( ?如此不平凡的黑桃A6 ]4 r: D$ D8 N' ~ R7 F7 `* V
+ w: T& Y) U; Q% W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
2 L* t* _0 G% b/ b7 |3 A! c5 ~1 T# ?9 Q U: e
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
3 S: n) P2 C: b$ Q
h' O/ b3 ]6 b! N# @$ K' C+ W: T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,, c: m' B4 K5 A
: o; o6 x# B; B: J; ?' @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
; }4 @: V! n) E& O9 J; K" ]6 g
0 F/ }6 v) H" C还有没有更多的A?”! ?/ d" u! R" |6 r
- V+ u# t/ K7 U' e' V! R
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# ~: F; R8 t& n, i3 ~
% R$ g7 q! x# m6 J不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:% Y' _' k+ a& q) \
- t+ f8 I5 ?" U6 ], ^' t u/ S
没有A的情形:C(48,13)
) z3 E$ V3 x7 {5 P( f$ d
9 R, O3 ]1 |( ]0 u3 {0 ^7 t+ y至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)0 m* F# X! T" A1 ?6 U4 Q
$ z, k6 @* v( H X恰好有1张A的情形:4*C(48,12)' Y* k- E* I! P Y7 D; R! v
I# Z0 Z* K+ q! _3 c
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)( j8 E( c4 c1 o6 s; u# H
+ H8 ^2 A9 k/ ^, A5 ~7 k9 r: _# l! 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:+ d ^/ l% u7 K! H6 Q
/ j4 Y- i. Q; W0 d# t
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/" E' H- B c9 |0 {2 O# n( [
(C(52,13)-C(48,13))≈37%
$ w+ L1 c/ `- d7 z% m, _8 T7 ^% ?% j, E: \
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& [+ L6 H \" V( A9 O4 |6 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,; @# T' i" {! Q
, b) e" z; x1 N, P J! L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:
+ A& ]& x3 M( k* ?2 J9 U" N, l% o0 k- _; h( Z
有黑桃A的情形:C(51,12)
0 c2 ?- c# ?7 H# z) `0 t! z2 s. _" P% u- n: w
没有其它A的情形:C(48,12)9 S' ~% G9 L$ V0 B/ M
4 E& ~& s- x# ~) R还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)/ }, H g. o( w; w9 n6 Y4 r
8 S" j V2 J1 S, ]. [& \& ?事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
( {7 t# x8 l6 X, }, O6 q1 F* |% A G6 |& r8 |# N1 T7 a
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
7 ~: `# P' V" S3 M% m* Q, c2 q* K( Y$ g; l- R" d
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
5 T! ]3 s5 R, T, H% S! T
* P. T" K q: [" x0 Z7 h+ @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* d& Q x: ~, F5 l# q, h2 O- O
+ p) a) o- {, a& S/ x: t你是传说中的死理性派!/ I- _! Y5 @6 _: n9 R; ^ S* |% c
) D. c( @; y* F
( K* w: y0 v5 C/ m C/ h* o8 ?9 A6 @
7 i, P. C- c9 y6 R" b2 ^4 m
( e t0 [) w5 r& W6 O M; V6 [2 E1 Y$ f5 P; ^* f9 h
* z% Q% w, T. N
: K6 Y: ?. ~# @& h: A- t& v
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