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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
% V, c1 y/ p D( d' K( y& C- R( R- w) G% c6 n( p$ \. f* {
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
! ]! U& D% K# r8 |2 r9 g+ B$ a! B7 }; l. R4 r7 p3 S5 T
(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 h( H! R" M2 o/ i) u& j2 t/ |& h" i! D8 l
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,) Q. o1 n# j2 S& l1 O4 g. k( _ H
1 H, P" q; N1 T& i
就算打赌,也要精“打”细算。
' @' y" `1 [4 g- M7 Q( d
& h9 J6 k& E8 N完美的DB8 Z% F+ u7 a; n( q6 ^
+ f0 s! G2 K9 b% Y. K; R# f$ q! b
. V5 Z& n& b) v4 V- M- x! DNBA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。
+ D) v9 @+ v: k) J! y) G0 N4 _# W6 M. k8 [0 K: R2 @6 x5 M1 M' {
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
! ?6 Y+ F5 M2 w9 w+ I0 U% b7 b
, \& W2 a0 `( \: }! F4 F' b* E0 `1 ]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
! B2 b2 m. C `$ L
7 f1 N X8 F! m3 W# O# S) y( `3 s3 u0 F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!
r+ j: f* x0 y/ b+ y2 \/ I" t$ z2 A- x+ f0 g" ]# H
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,7 H0 x/ j* t; H& p
6 k' [; n& q* ?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: q9 D; ?2 Y- `; B4 V T
5 C# z3 Y* n, p. P8 o' n
正,就会跟我们打赌:. I. K: W- O" S$ m: M" I2 R
- x" S. J% G" Pp * x - ( 1-p ) * y > 0
& N# K# o' y- z- Z3 {q * x - ( 1-q ) * y > 0
& Q4 c" t/ x0 \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
1 j1 [% H J, m% m) H
$ q: \; E, Y8 K- F4 y( h是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:3 b( ?' S) ?( R+ z" D E) e8 A9 ~' J
3 n6 ^4 y2 v% b) x) p6 b7 t, S3 f$ h& }$ b" ]& W' m) [- q) F
* l8 M/ _- C5 q; z& {& 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
: U& g7 v- F) z9 P. T$ o+ Z( x; ~9 e% z# g% D2 e
“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! g+ l% B& X" W/ F7 x+ @+ v% |
0 J7 ~( u+ s7 C8 u, R- p& S
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 {1 |; d: z9 t r; C `
, q. m4 E/ E, f0 [4 P4 R" Q
9 b: O S. N# R* J. }8 W; C
三张卡片的骗局: }; x% c; N$ i& }1 G. L) j8 f) R) y
1 }5 Q* u: _! B; |; |$ B
" F5 U) |0 ?7 L; H3 ~! O+ e7 ^3 s. b( B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
; u6 I8 e) G# t: B9 N+ R1 K$ u. V7 F" M: |$ n( 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! z5 B7 E7 o1 M" T+ g: i
! i2 Y8 R' s% k# V) S; H/ Y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9 b# Q K$ L9 w! T% m
% J0 D, }& L2 p5 w
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。
, K$ v9 L$ [5 a+ J+ n! f$ R3 _ I( }! M/ {8 Z
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2 z1 J7 I# Q# W+ P+ X
; h; G- [& K& x+ y/ X1 ?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:
, I# o# E/ e- {, L& m$ e) _3 w0 w
" S, O( Z6 @' F( s7 P/ } k7 S1 z6 M
& f5 I4 F9 m! e b, ]3 x+ f, j) }1 e4 t. w
- {+ n) V4 {- a$ L+ }
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) A& K* x4 y0 s1 T% S0 M: K
+ S; m5 c0 H0 E4 ?的情形占了2/3。
# r7 v) e) S8 D7 a* j5 X7 j2 v' \
8 V' k$ p; U0 K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
' N8 g& M9 w0 U4 f v
" X. \% r6 U4 {8 n4 ^- g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
& g+ y& E3 L F% q( a: f% Z, ~
' ^. n0 `6 U i" }6 o5 D K8 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)9 K: H: t0 k& W. X% P
4 E+ c6 n5 L# G1 a/ d( n& v称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。6 ^- V1 Q5 [% e5 T; y4 e- Y
0 i4 [/ T z- X+ o, L% _; o+ j" |如此不平凡的黑桃A9 h8 R! W/ \" F
3 ^9 ?. K3 n, n" W; S: A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
& }5 b. l0 Z0 w' \5 v3 I9 h7 v
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2 O+ ]6 X0 o, o& u: Z& o
; s# G6 M$ E- C, z+ \* H! N% |& e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,
% s: R7 \) f" e6 J0 D
/ x$ F3 l* s+ y3 ?" a/ @, q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
2 D* n" C7 @6 o, w
4 d f# d! t2 A# X* x还有没有更多的A?”
! e( j! ?. [4 l( R8 R
; Q9 a$ `9 w' m. Z; h0 s+ `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/ W+ A: O; I; }2 B( h3 B! @
6 u5 Y5 {: r% j9 p. U5 `不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
' N+ h8 J3 A. y7 D0 w% b9 R- t7 f, k. o! _" V! Z# U
没有A的情形:C(48,13)' K+ K( [% t0 b, y6 j3 H1 Y
$ }+ ^& q) Q0 s至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
; {2 c. r. p1 ]* {/ z( I) J) i- {9 \$ K
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)+ M: S R0 [1 V# @
! ^/ X: ^. h4 r$ `- ]
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)' O' L. Z) A: \ N
# [# k' M% ^" p: ~5 f
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:- V% J! i7 v7 D' z
- p- p1 R( c9 S3 I& ^, M# hP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/) k& q ^* m0 \* j$ i; x |, _% ^
(C(52,13)-C(48,13))≈37%
& w- X ?! q# S/ ]. Z, i; v# ^3 Z+ ~: p9 D3 o0 R
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. ]- Q8 O5 H( G6 ~
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,
1 {* Z( I6 Y0 s& ^/ p+ q8 z9 s$ C% @
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:
4 w5 y3 U, ~" U T+ I$ e1 F4 e3 r) a F4 Q9 a( v3 g) L( ^
有黑桃A的情形:C(51,12)
0 r3 Y5 }% a! g" E7 e- V
, @; I3 s, C/ `- B0 b& i: k没有其它A的情形:C(48,12)
- O5 i5 k5 L# o+ H* b! Z
8 L6 M) w- \3 @2 O& k6 j还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
+ \8 m4 _; l& E. v% t& a' k. F7 o. f D0 K( N
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
' ~( _$ D2 Z0 z+ Q* L g1 ^( {/ {: F2 F; e6 S# H, O: S( s
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
* C/ l( D7 X% T
. j: Z1 x9 B5 R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
- m( x( q8 M' z2 B) _ Y% T" {5 s b9 N7 L0 c5 W- C
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
& G6 e' ?8 Z1 O; a6 P% x2 N
]3 P& X* G4 J2 _你是传说中的死理性派!6 o! c9 q4 E2 G/ j
- @& T: \4 P( {% P
: B4 `9 ^' P4 Y% e+ o0 J7 T& ?
% _/ ]4 m" {0 v
% Y; R; B. c5 r( f3 l8 _7 y9 B! W H7 I. Z, s8 ~7 b; G
: h4 n; z5 U+ L
% f p5 @# q- q2 c+ W% A |
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