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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
3 U0 q( K& d2 J9 R L) ?) A% U& V2 I6 ]7 k
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
6 \# N- R. @9 p2 f0 i
4 x( t8 _2 ]; c: V(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
# }7 A3 c) h8 F7 n) r
3 X1 E2 r5 u$ `) l, F9 u# y/ Z6 U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,
1 I# v- l+ q& }6 O
1 |5 s# T$ c# Q7 \就算打赌,也要精“打”细算。4 w5 c7 A+ w$ s0 L/ \* b/ P" D
' v8 O, a3 m S) d( T完美的DB; t; A- @: m; o! o( {
2 c! p1 o3 P9 q2 G- J. k) h/ V
1 W9 y% ^" t1 P8 O" V# ]
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。
& e; x4 U- f' T! [; @1 }/ d( A- o; `( W; G
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
! O, G% A( A: d0 ~. u, `
* K- n1 a) g9 Z P: @; K' H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$ M8 ^* l. t/ G4 E9 q, u- X
' z+ g y6 F# P& W* [% H
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!
+ U8 Z& V; }! v+ Y" _' j0 K5 Q6 G* L" P4 m% E
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,
) K* p1 x' O3 M. p- s1 ?( N, Y* r7 i
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% d) G, H3 x5 G6 ~- ]+ `6 B( B5 z9 c# Z& m% e; f$ k
正,就会跟我们打赌:
/ V/ w5 l0 p" @2 d/ ~ D% [3 U" V- G% R$ |
p * x - ( 1-p ) * y > 0
, d" _4 C( N6 r& x: x' gq * x - ( 1-q ) * y > 0
' h. V& g* O7 E# S9 k. x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4 I% s+ j; k3 G' T' z" H
P' |* P8 B! _是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
. l6 x4 k* U+ y1 V
5 H9 g2 r3 g) T$ y/ \) r8 n2 _7 S/ ^! Z3 Q& I3 V9 \, w1 [
I M ^$ V& U, v% X: n
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3 e! `2 G8 {$ |! U
) L3 F' K8 t- J3 N( [9 }“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& N Y8 {0 H) J |' f
# i4 t# ^% Y& U/ B9 _: E9 n+ i, @* E
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?
) D5 w* w9 J8 a+ F' T' z) r& i, G. A2 w( w8 e' k( B! j- y+ m
$ {' H/ [; N1 p3 ]* h三张卡片的骗局
, C+ P) y8 A" N! F0 \: e' X! P9 h' |7 G& Y$ E+ m1 n* Z# F- k- n
+ ?5 `4 \2 B# U3 i
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- G6 i) V! }+ v
; ^2 d2 A( |7 M2 a. O6 v
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
5 [: i3 J6 O% z1 \7 r3 |! y
$ a+ f$ t A G& S& z+ `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 Q3 E) X' m- X& y. n# K/ x5 N3 S
7 B5 c- d0 y* m0 W$ b1 S1 g/ m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。 b* ?2 q/ F- ?
& e& F; ] R 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
& U g; y; N2 W8 {6 M. t' z/ h9 C, } Y* R) Z- L8 S- O2 ~5 |
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:
4 {; J0 @1 Z0 M4 s1 b1 `: O3 F4 f; l* m* }6 w1 X, i5 }( J3 }
: d7 n8 |7 s7 ]( D8 d9 @0 A) P9 ^4 j$ Z+ T) h5 k) @; v
! g$ n6 `$ G" J2 I* W
6 _! g( ^& d0 b+ M$ y
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" N C/ @9 T2 f+ \1 B( i4 k
: T( z; L0 r) H3 @3 p6 b. U% X
的情形占了2/3。
/ D/ ?$ a* s6 J' ^2 N, E
0 D4 J5 ^4 X7 ~# U: 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 ^3 B, F: R; J
* D. R0 S' ?2 Z+ q$ h$ N" s8 \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
, ^8 `; S8 a* D7 V/ h2 P* U/ q- ?. w
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) T6 F' o1 }1 S" z" @+ U$ H
9 ]) q' l$ x/ _, q2 f, _- _$ p称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
( u( z; I) W' v3 E- y7 K* A, m
; K- |8 P$ A4 C' C如此不平凡的黑桃A8 d7 ~8 q; F( B' c" ]
$ h% ]! P# H. E# E; w# y
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 Y: k7 i/ ^, p D
/ g0 y6 @. G: m3 N6 m) j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
% b0 u) F( H+ A r8 l9 d$ M; [3 |# ~- q4 h9 V
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, A! B0 `) [. ^2 U3 b% ]
+ f. h& z+ C8 O# p5 t, D, T2 G
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) @8 N% h# _: r5 j9 n: [/ g! @
: f2 O5 `2 n( |: B- Z% P还有没有更多的A?”6 R# ~7 z) J$ ^9 c2 F5 d3 u1 D6 Y
9 g1 g6 T1 v$ L, ~2 a/ L' `5 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7 z# z- G$ e: W+ T
) |. G* J; e; C1 C1 u
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:2 l# R* F* r+ @5 b' f
+ y! ]! Y# k, {( v/ d( d) s
没有A的情形:C(48,13)
7 Z# N& n8 L# G) q# S7 E, y6 K& m4 d
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)" i5 d9 d2 v5 ?) @. ~6 h: U6 o
7 n6 N( {# t! w- s& v3 w F# W恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
/ o4 \! R; K# H9 J7 _3 O8 S7 Y4 K8 `: \3 p1 H
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)4 s% |2 r% |* P% L
. _ v. v+ r) `3 ]" a; k1 d
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:
) \) r Z. J! n* J
. J* L0 Q c) J" M( O3 LP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
: |# F$ m8 D+ z(C(52,13)-C(48,13))≈37%
; t* F: E- s3 U( @# e8 N& O, M4 G* ?& J0 ]0 f5 Q" `
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
5 j- A; O$ P& h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,- W0 y: W( Q6 a; a( S- ^" A" [6 P
1 M- k, z% |2 Y$ ^& ~: m+ }8 x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:
2 S0 u% D; [) {, s! e/ V8 A) w% ], ~& W
有黑桃A的情形:C(51,12)6 u- |" z! ~! z) T4 M( q
2 R* ]+ S4 B& i
没有其它A的情形:C(48,12)9 t* ` o" ^# b) y9 s
! n& [8 ]) h" _+ E* x4 D2 i" [还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)) @) k( J/ L+ U; n
1 p/ `; y n$ K+ q& F事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:* w$ I2 _/ D" k: c0 {$ {1 e4 h0 s
' V6 h: D5 Y* }3 u* _P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。 i0 Z- M0 G9 c& y
! _' ^3 [+ @9 l# W( B" a
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 c& F6 L7 D; \ P9 t% z! U( ?
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
% v! |0 {) C, C) A: [0 Q0 K& X0 D' G) V( `
你是传说中的死理性派!
% V! G0 L) p& C v; _1 L' V6 v& O: [
( I: j1 k' Y! Z W8 e6 Q& x3 M% b# h
t4 @" K& m( d# B) j& r7 c* K$ F
- m4 d; F7 @: s4 K0 @" M- G
5 D3 B9 X2 B9 l$ a
1 |' `# `0 t! B/ a
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