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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
8 H' s. [ A- h+ T- O' K" b |3 c( b& ]$ D/ s9 m
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0 h0 b. A! y2 }2 Z- n
4 ?* H7 G! _ N, \ K2 Z; S
(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 E" z) ?( W+ ^$ E# R; X% y
. G0 Y6 I9 J% m0 _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,* D' D: {5 Z. w- n4 _
4 U0 ~ |$ K$ }
就算打赌,也要精“打”细算。8 c% U i1 o4 r+ D7 r
' M' R7 ~: j1 b+ U9 q完美的DB/ r F8 _" p" X# ]( Z; p
7 w. Z$ N) x( p' Z
. r, E# y7 q, @9 r9 sNBA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。! Y5 I" e% ?, k3 _# t
7 l) K1 ~, J* [) n5 v6 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
h* \( i' g' G0 j: M; S0 B i2 B! R4 N- j( b0 u
率为 p,“牛族”认为小牛赢的概率为 q ,p 和 q 都应大于50%。接下来就是有趣的部分了,我 }$ `9 C( s z! E( Q
( s8 a/ Y5 h) o! f& z# g# d们总能很轻易就设计一个方法,分别与“人族”和“牛族”打赌,但不管结果如何,我们都稳赚不赔!
/ s* h. E6 Z+ }: ^- ?* u" N$ M+ \7 G' `" w( f9 J
方法是这样的:我们分别与“人族”和“牛族”打一样的赌,如果我们赢了就得到 y 元,输了就失去 x 元,% w6 I" b5 `$ g) y. z- ]
0 u) i+ k7 i( f" `- j' { k4 ?
只要 y>x 我们就赚了。而 x 和 y 只需要满足下面两个简单的不等式,“人族“和”牛族“的期望收益为! L0 q* e1 ?: w
. Y( p4 S' I7 e, B正,就会跟我们打赌:" T0 f e" _* c3 v; L5 I4 @
1 Y* N) F: |( M9 \1 I# l! Ap * x - ( 1-p ) * y > 0
! H* E) N( T$ S, t) E; s) S, Uq * x - ( 1-q ) * y > 04 Q7 | y# E" i2 B, s) N
加上 y>x 的限制,画出的图像就是三条直线所包围的区域,对于里面的任意一点的坐标值(x,y)就; [2 Z" N. B# L& Q. ^: a* U
, G# r7 I& Q9 Q d" [, m5 y
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:; C, {" c: x+ _1 Z6 n6 e
/ z; y$ B# Y: d7 s) F% X/ m
: ]* z, ]" y% j* _3 d# ?- U' X
6 o) D# H9 S, _2 ^" [. E看来这个问题是完美地解决了,可是还有一个疑点,相信读者很快就能发现它的荒谬所在:不管
( v0 t5 M" I- r" [+ d: h- a" Q# \) z8 q) ]! ]9 D( F# ?2 J
“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! P' i* \! L% K6 e! T
- y+ K" k R; E# O0 Q1 h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?
9 g$ z( Y1 h0 A$ m% u3 e0 w( D3 m& O2 ], }( Z
+ S$ Z) K! }* z5 X
三张卡片的骗局
" t! c# U) t% ]3 e F4 c2 p! v- Z5 _* K) [: Z
# R" m+ A5 s: _! c" z4 e3 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/ |+ C/ o% q9 f2 k8 m. C/ i6 ]9 V3 N
% P3 h) ?% \0 K3 s3 _: 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
: g6 z* m/ u& }1 ]4 ^1 d- [; ]
H* G/ j L4 h; l( f/ i# ^- }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/ {; T3 ?; v% y8 w: q
/ a" @# w9 V7 X/ ~# {6 }0 }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。
4 ^5 U* _$ }! n+ V
! m Z x/ T( M' l' E; D7 P4 r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
5 Z1 G, O& C+ w0 i7 Z
" \/ n! _: D% S$ s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:
9 x6 x7 x/ T9 P' `) W1 i6 w, S& h) c; N! c; j) p
) P: q2 R! D7 N0 c
/ Q: k- Y) U9 Q
* M s+ D5 S& n( L( f7 I* H
5 C+ j$ f: [- a& s! |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+ f1 M' a/ L1 O3 A* A8 q
- @; a$ T4 D& _- u# I的情形占了2/3。8 I6 Q% L( U- ~" {
$ O5 j* l" f2 m8 e3 z& ]7 m3 y
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4 F6 d" w' c2 [2 P* I* z3 `
2 F7 E# d3 c& Q8 X5 t. M
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9 I2 p* V, S/ m3 p3 w; M
# F0 x, T% n. `$ D) H, Q& l' @& M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)% h5 o0 J. l& i
0 W; O4 {" _* n) [ [ [: B& }
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。+ j; v Y2 a4 l9 t# M- A& V4 ]
0 J( f1 F5 x& V如此不平凡的黑桃A
& {7 W3 x9 a e! X- h( x# v5 s @* u. _5 F/ ]
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 H J9 m# u& c6 L! X+ d, K4 I: O
8 x1 \' b1 b( h& h; 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
9 }1 v) K8 W7 m2 ` s1 v( S$ C
" p! b# m! n" t9 c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,
" i- X T: S! T& p8 |& O2 ^; F) J" H! {5 b/ S' C( V4 p7 m- L
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 g+ q- D/ F* {- c% O9 p
2 A$ R0 l$ |0 B还有没有更多的A?”; m1 _5 }2 }- r3 e) B5 L3 L }
+ l; t+ U5 ?7 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8 k" ?" G; {$ @# M1 e
" {! L8 I2 o4 C7 @' _, S h6 F
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:% _% R0 L* W+ d. { r
# r) w: s9 `5 _; e1 l. }( w
没有A的情形:C(48,13)6 s& w; ?0 L/ [; F! K, B2 @3 }
+ \1 ~" \& Z, O至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)9 f# j1 A! H7 h& N# E
K; E7 ^1 f/ G. ?, W恰好有1张A的情形:4*C(48,12)( c8 G. N \- |* {
4 y8 X8 ]; s7 Q8 c. q. C( H, A! V
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)9 \( [+ L0 X' l; z: a( n& E
: j0 d$ w- J. o# }3 Y5 E9 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:1 s$ E( B) X. Q; d7 p1 m% U
2 L y, ]/ Z( C1 e2 Q" m# ^( r
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/7 O& l; q# \: R+ w" w
(C(52,13)-C(48,13))≈37%2 c7 W6 i8 \( w1 w$ x- l
; b8 S! p+ ~* l3 I( H+ h% }
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
6 F$ ?4 l2 Y- G3 ^7 p8 q$ h! K" l5 ^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,
& r) y# ]3 m# j7 I+ c. N2 {
6 \6 T7 u" K; j, I; W# ?) 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:
7 L$ [. m2 o. r% G; T: x$ h
2 n! z, T8 F% n, H- b, L* L: ~# \有黑桃A的情形:C(51,12)
$ q4 F x+ s ^8 P$ f3 g0 v t
' r1 h* Y( {- `4 f" B6 r# U5 [) e+ R没有其它A的情形:C(48,12), I* y: f) C# ?1 K) `
) q. h( j$ Z2 W% f5 u4 y% k还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
) ]* A, s- t% Q4 y/ X9 i" n+ K( d2 _5 e9 y+ P! m
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:# Z' w e6 O, D9 o! K
, m$ T, p2 \8 t9 R0 ?1 K( ?
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。5 I) c$ D. T+ W( L0 V+ ?) x
. Z/ ~' T! T9 t, P! |9 y& B
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
9 i! T( v& q: {( G' S- Y
$ E0 u$ t: Q1 k- `9 O. n7 ?& _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
6 n) |7 F W+ ]$ G# J5 S0 Z, g
; ?+ e' C9 T$ H5 r$ i- f你是传说中的死理性派!
+ |8 O/ ~( ]; R
5 [% W; C- ~9 \* N# g0 ]* g$ g, u' g
: M) A4 b, J) D% O7 g
# @4 b4 S) S+ Q$ I1 |) x2 o8 Z: l" [# u
6 T( R1 x: ~2 f! k! H
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