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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
' K2 o3 h' j2 W2 J+ L4 I4 g% D+ N$ J2 P5 s9 }
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2 B* n/ m3 _8 X; L
# r' Q0 a8 b/ |(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6 [3 C0 M. e U$ e. V, F6 H$ i( w
( Q; c9 i2 i" d0 E. |/ l9 S* n8 J& e" D
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,6 U3 ^ H2 G2 L Z" ?4 Z# m/ Z' a
6 H) ?- k( e7 c d) q5 h
就算打赌,也要精“打”细算。
6 A" i9 g' z O/ D5 q" B+ d3 }3 c% Z
3 j3 Z4 B9 M' u6 a4 z' a( m完美的DB) n( v. Z, m7 z
, e# B' s+ i; T( ~, T
+ F7 U/ D" s, G0 p
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。
+ Z" P+ q) S5 }" O& ~" [: `7 h# [; o( |8 E
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
! { w; r! {" }0 {+ ^! S0 F4 q- P5 S0 j( A9 n- d6 j
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 i2 [' l0 a8 c5 ]7 a+ d. a% A
/ D4 b+ o, O+ t4 J: w& z
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!
$ q0 g- O4 X) g/ e N m( Y& t# U9 z: M2 H7 V4 E7 ^4 d
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,2 o' d' l. G; r, e! t# d/ _
% C" Q1 A9 c$ T( p! t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
" D- B% T0 Z" g/ |7 K( @% `" h2 b7 H. n$ K# K5 S
正,就会跟我们打赌:3 b5 T$ r$ l! b0 g8 h" M F
3 R' X8 I& n# w) N% T
p * x - ( 1-p ) * y > 0* D' M( F! m+ n' p" t0 ^" `$ Q
q * x - ( 1-q ) * y > 0
. I! O+ H& g- c* g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0 y7 ?# E/ u% k: j( e3 {
' V( G; r3 h, g, }: d G# |! w
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:# ?( E/ A3 J. _8 l) h. \1 A% @
& K! V( A2 e1 ~0 X3 G9 K1 p
& D9 G* j; o/ t1 S. Y8 N0 |8 s( b, q1 Z# i) h
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 J w8 i* s1 d7 K- N+ M
6 g3 R* o& _1 K) r- @6 ^) s“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 k. \; J9 E% S9 E
" ^9 \5 D7 S7 \7 s3 |* X. J6 L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?4 w6 z# s' E6 f, |% ^. l
. B' `/ r! I% W8 n9 T
' |0 v+ {0 C9 F- u; [6 ^" q三张卡片的骗局
, d* M' y* z9 `" U* Q. y
$ B; C! }* e7 H) E$ h9 K
2 n% _4 I6 k$ \& X1 h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
2 p5 }1 V: e; g* C! N, _; t3 ]$ c# g8 O: `& ?9 U# H
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; O, ]" y4 a: a" W
% c% ?! {4 ]% m& {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* x: Q! t5 Y( u6 N8 _
3 N+ i4 _' [! [
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。& y w4 c% f9 M. v! \" g
0 x. A9 r2 q+ ~* R# ^# F' c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
6 Q- e/ D! s# [' e' u+ G. e
0 A3 M' R/ @$ Y1 k, Q3 c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:
. G3 E0 i4 B/ Q6 D" k# v( ]# O( \( D! a6 v: |
" ~/ E- S+ x2 b3 _& J! r9 r6 N6 \# R/ R
' `4 L; \, z5 N, m, V$ `7 k/ r$ h+ Q4 j: C
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- D9 X4 P8 V& j3 F* M
7 U9 ]8 I0 W3 d* q, N3 ?6 M
的情形占了2/3。& P* `1 |) o. s& O' W
- ?* V; V" ]0 E' e, y0 T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
% \* ^/ H& Z0 e F9 b, W1 N8 ]: Q4 e' T
{$ i3 {" @8 A+ D: \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
% R( Z1 r% ~3 n4 `0 F; \' m5 x5 P9 p- [2 H2 c1 b
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)0 h1 b( W, Z1 F0 @; L+ i
5 o( S6 u8 x0 W: w [
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。5 h* x/ }1 D$ C
6 q4 T+ g" q5 I5 C
如此不平凡的黑桃A
8 f* f0 T: O2 U8 H! G7 y8 K# X/ v
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 |) X) D8 r# Y* r3 B- ]
! M' V/ G* w# ~, r X0 [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( Z- O' M- D% D
7 f' k, D6 E. f% x
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,
! [, S1 z+ n5 O
$ y" V: K& L2 w5 P; A0 K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* u3 ?4 q b8 \2 N8 g- h) l* [
4 Y0 `* ]4 V0 M9 x还有没有更多的A?”
' \! p2 r5 L) l3 Y
0 C) a% d3 u- a* Z6 R: Z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1 Y1 O/ Q5 n7 f" O8 c9 p0 i& s W
& B. d" j% H8 t! f2 L
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:4 } j- ~; N, `% @
# b N: B7 J& Q& [$ b* W3 I/ A* x
没有A的情形:C(48,13)6 t* D4 @; p+ j9 d7 k
( x' \+ t! U: `! @- \& G: |4 [至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)6 I' h, z2 {$ [5 [/ i& ^$ V% B b' n
! C6 H% }. f8 J! V3 @5 U
恰好有1张A的情形:4*C(48,12) J5 l4 z& N, G6 p9 v" w
/ c5 f% y$ r Z" t! F7 d* R2 H
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
% _* r5 \" o8 g0 W
4 A7 K# G9 R' r$ v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:
, x0 i* A6 Q4 `. p; C; E- X+ v% G
/ J7 ^* V) f2 M$ }; a" V# UP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/! B7 s1 }& b+ Y' K5 u L/ b* H
(C(52,13)-C(48,13))≈37%
4 Z. q8 K" r+ E
9 V3 I2 R0 }8 j, T4 S/ p4 F0 f% B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1 E% X1 f4 e3 f( @; K4 s
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,: c X- g4 w* j! ?1 G" U$ W: q' m
" N* {0 ^2 s$ ?5 w1 I, \- `( v
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:
9 J& r" \" p; @' r) D/ d$ g- a, D* W6 i
有黑桃A的情形:C(51,12)7 Q: o7 p# G, @5 ?, O9 m2 l
; d7 Q1 A. u- E没有其它A的情形:C(48,12): A/ l( ^: L/ T- W! q2 ~+ E
$ p3 D% _ P: `7 t/ t0 e% q还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
2 e/ u! v: j+ u. w) x% p
- t1 c) m. {& o' M7 ~8 F; Y( u8 Q# K事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:' X0 j7 L3 Y* _+ b' H$ ?
" A; l3 C; d2 v# l
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。+ |" N C# j5 u. c! e3 X
3 u) z4 n, g! q* E! d3 I; J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) ~! f) ~$ G- m( J; P6 V
% C' h7 H+ U% P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
- |0 V9 w% [0 @( Y# D
2 F A9 p) f0 E你是传说中的死理性派!
1 w8 |8 p4 `4 E5 n: l, @# U, o* P8 q7 f
% `( \; m3 `* F) U% Q0 {8 ^& }5 a6 E% o7 X
% u& S* G' D+ G9 h4 ?9 q. R
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