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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
4 R$ J7 _( p, O l# Y# z' M
& x5 v: e8 J' Z8 G: @. g 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3 G4 i2 n7 q: b- [
% [9 i3 j* e( f" D(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 u& ]& E1 F9 V0 C8 S& a; x; j6 j& G
( N. ~& R$ ^( k+ W
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,
' ~' k7 A& p- K. ]
V7 s6 _% m7 z, c6 v; c% H+ l2 ]就算打赌,也要精“打”细算。
2 Z, A) H# l N' i$ J1 A- ]1 q) M1 p2 @
完美的DB
+ k7 `+ [/ H% J
7 v2 w/ F/ z/ z) H# l4 d4 V
8 u" h5 _* q+ d' YNBA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。
. f3 b5 d+ |) z
7 r& r6 }- J \ S [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. m1 w8 s9 D2 w$ p
; {8 [# {, n7 C8 ]2 V# v8 t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
* K+ D' V; E6 I& `' {5 N. P' F/ c1 |" u: k& \
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!
, p$ B t' X4 Y* J8 i8 p; |6 E9 P: K9 A2 O5 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,
) d( q% D! v2 c2 S& B/ F# p8 M. q+ v+ T8 m( u9 j$ B
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9 P2 S0 @" f3 R. c
- L) k3 J& H" ?% m: }
正,就会跟我们打赌:
) `% A6 R9 `2 J' O6 G D/ ]! m8 `5 z: _
p * x - ( 1-p ) * y > 02 g. o! p6 z3 z( m/ m6 @
q * x - ( 1-q ) * y > 0* `5 O R) B. ?" m, \& ~, ]+ l @- {
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
7 P7 G; B2 M" p6 H, u1 v& s# _" a. }! E6 r& [$ p1 [8 x4 Z
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
; K2 E" v5 U, C# a" C5 g' `( G/ ^, J5 P6 M* F1 i- k1 M0 Q
2 |( e# |# ?# u. e5 n" ]8 X
& \1 S) l e y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% O/ t0 u% ^$ |% C k" p. v
- t) z0 P) p- p“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. `1 `$ w' A* Q2 ]7 M5 a% G9 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?
! o7 x2 x, R4 F, b) D' e8 s8 M
. h4 f; i# n8 `' c
# D2 Z e ?9 f1 J: }0 g& Y2 H三张卡片的骗局
( c6 Y8 ^+ j5 a8 c0 y5 a
, _; P) \& _0 g9 p( f0 P8 s7 j5 x, t3 B6 [7 Z G; 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& t( J8 N8 R6 k
- L7 i* M: s6 x# p
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
( x# Z+ R2 F, ~( y3 i& E5 n% [6 D* l) t# _' 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
" \8 \6 G* M+ e7 ~
+ \/ w: }; K. {4 a6 a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。' f- q1 Q( y& [' t. P% ?2 Z
9 E8 \1 }8 T$ Q
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 [' h& ^1 q2 s. c# L+ J
% L0 w2 @1 I: x. O$ @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:1 a) v: V7 B: q. C/ B" {
7 h8 c) }! _! c! f+ y/ H- G; k
l7 G. G' Z0 H7 n F' Z L/ k) J; H: Z! i
7 U$ [* Y2 e! E$ I4 u
4 ~4 p9 v8 Y4 s4 A3 v( E4 [5 ~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 B! B6 L+ y! o" {! @$ _; e
0 y7 Y& |6 n( \) I$ B# W的情形占了2/3。
# z/ c! f9 n* X0 g
1 w% [3 h7 ~% ]; T9 o1 B: [4 x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8 c, X4 \! @; f5 U7 \: P
4 E8 q( y. V8 S1 S% ^9 B0 R
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
! Y5 \8 S2 x, I9 ~" X5 ~- e! b8 n4 F, {# C
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)
' V& [" v0 e5 x( c& b, ^
0 S4 G% Z/ S6 |1 V称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
. p% Q6 Q! L7 m q* I+ l }/ \! v/ S$ b
如此不平凡的黑桃A
1 q$ P% D! X% q* e
& Z) h8 j1 m0 j$ C6 X4 }: m7 T& j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
, S+ r- L. S' N7 x5 W' o) w1 v( j8 d" r# X" M3 x
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
; V. d3 x* o# t* Y% m) m9 w; J: Q) `; S$ 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,
3 T g. Y2 L/ C! a5 a3 ^
9 r1 \: N! `) 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+ x: V) M2 Z0 H9 Q
u. M B7 U1 }5 D
还有没有更多的A?”
3 d6 D5 p9 W& x+ K: i6 @) F0 I/ Y4 y
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
' V6 g% {2 V! n1 H- P+ v* y0 y2 v: x# q0 [
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
, {# U1 }5 o; e2 t2 _6 t: X* X& z0 u n# K
没有A的情形:C(48,13)5 P0 c4 Z; U4 t' C9 @. N( e' j
5 S( _, O% m9 a: k7 o* o3 j至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
2 ?8 Q7 u$ T( B( d9 A
: \: @- v9 Z5 z. Q4 g: F) L恰好有1张A的情形:4*C(48,12)9 q0 t8 p6 a" [% y3 ?7 t- p: K
# E% r, J+ `! ~至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
2 m/ R+ \* x! X7 E& u; F9 f. d4 s# z2 N) A" [! m. g$ J
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:
* z" D/ Y$ p3 H, o, p; z1 M: F6 K- @$ m5 W
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
+ k E# j. a. U2 h) H(C(52,13)-C(48,13))≈37%
- x% w; U+ f: C% K+ }. w# F8 l0 i! P+ h2 |) S1 \
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! v) n# a- R- G* M* C0 ], o
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,
& j/ J( l) y* t% [, x
$ \& y0 {2 R! z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:
. F/ ^9 V8 N, F! w. r4 B. B
/ {2 u9 [7 n' |. ^! e$ _* X有黑桃A的情形:C(51,12)* O5 S: S6 S: `# h$ ]
5 H b' [ G E4 Y
没有其它A的情形:C(48,12)
: R, C: ]0 ]6 C$ X; a5 Q- D
4 l& C; x3 Y0 l6 x: P还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
1 s8 Q% J: q+ v7 f7 K! _: y! j) L" F: g( F G$ w t: p
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:/ X+ |9 i& W) m5 F
0 [8 `# L7 n1 R c
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
. _# |) C4 A! l* A3 k# K7 a5 Z: S* ^0 w9 m8 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$ }& h# x% o# _2 n0 M5 g
" p# d, C; Q4 `/ b3 e* g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: c! q8 Q3 |; d" |
5 P, { \' H" T
你是传说中的死理性派!+ B: p$ R* U- b2 s/ @+ Y# G# j M
& c$ t: P' l/ @* r9 j
5 A1 O+ H& `8 P& A$ y" c5 I
9 i4 W- }) D/ D6 f; A R+ c
& A" r; V0 c/ N% a4 U! B5 `8 @, j) v- d q( f( r
' H3 ^$ y* k3 t3 b9 n. `/ `
$ Q% U+ f& j2 w3 O) k
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