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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
" [9 F. X. A" v8 G+ P: |% x8 Q4 a. _4 U N
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 K* Y ?) J5 j- m
" a, \ g" Q- J' 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/ P9 p, c3 N0 }5 Z
4 H f, i4 \) Z/ c& J, U# R6 h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,( j _- v# S) k$ Z; b
! F8 J" m: m9 F' ?5 d! n! H
就算打赌,也要精“打”细算。: a; c7 H# E3 b
p! U" w; k( H( U
完美的DB
0 { S$ W, H- V. X: J( M
2 d8 e9 l! k0 m7 \
3 {6 \7 {% T# W+ [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。
3 d! X% n: g/ L7 F7 T- V8 C) G/ t9 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
3 J; b) n+ J( j# V! M- n/ t7 D+ N& X, Q. F# u# E! N. u: {; 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4 z8 `0 H0 ]) G @3 V. l
" a+ n/ C& T+ x) j# p! X
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!" `% g& Y, i" A0 S2 U
- ?+ J6 f$ p# J; g
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,
. V) r# Q$ s! Z k' y* `$ [* x# C9 n! ?9 E. M6 \2 n5 x
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: C4 H3 m& k% k3 w
: Z& q$ @- l( w J% B9 ?
正,就会跟我们打赌:
( P8 ?4 B3 Q7 D9 G9 V# \0 ]
& F9 C6 z9 w- V3 K+ ^# y5 R- Op * x - ( 1-p ) * y > 0
1 u5 w( h( L$ c' U+ M6 eq * x - ( 1-q ) * y > 0
* n4 r7 r M4 u+ ^3 M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 @: _- C7 j3 m& O
; u1 t9 X* \* P是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
& Y. B/ @6 H+ F3 k0 }+ @1 Y8 e7 p2 N4 ]9 z& p: A( R7 ]: T! y+ s
' P# A2 E% h! T+ W" {6 q
) L0 I; v' \3 L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* t8 G2 N4 l% G
* S: L% s5 w' Z& x! ?, A0 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. m3 N7 M: ~, k6 i! }
X4 s$ f6 r6 u% }
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?7 `# k2 j* x& y o$ \
( f, |( E1 H9 O
: z( r4 R3 q; F5 D A% B三张卡片的骗局
; ^7 U7 R2 p! Q; c: {+ c( c7 o( X, `& J; l( F
% L7 c) w& z/ l: J
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: Z" @' E/ i: Z& x' [8 T2 i, F% d5 ~. Z; h) i7 Q1 }
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
, q/ q& V; `4 u1 P2 ]" H$ x0 v) T1 k4 l$ A6 b4 w8 p
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0 {8 ^) p0 _* \8 \! t) x
7 Q U5 o# A6 N5 u* d: o- F3 Q) D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。' n7 g/ [8 x( X) v' M7 o9 O; U5 F, I
5 B5 H) f, @' o
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
+ Z6 x: ^* J+ T; i: L1 _, s
4 O2 c/ h- L5 E4 U, R4 f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:
7 f; @2 F1 T! t' ^& W4 u0 B9 T5 \; W+ m' ? Q& }2 ], R% s
5 \( P1 w( g5 q+ ^
; F. @0 g2 N, n9 E; ?4 s3 u3 ^! i
- ^3 o7 u- ?1 z f! x当玩家抽到黑面时,也就是A、C、D三种等可能的情况,它们的背面则分别是D、F、A,黑色( j. r6 \5 z. i# G8 J
" }1 N$ ~8 f( R% y/ x3 u& u
的情形占了2/3。
3 \) G! i$ _5 o) Z1 d: w( r' `: Q9 A' s' h0 `) 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
; s f: i0 {9 J0 c
, J% e$ M! u2 [+ P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
$ }' V: E% N" Z: T
$ b, a+ o8 M3 Q! j9 C$ 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)& U+ g- D$ u; ^: m2 b( [% m8 @
6 f5 r4 G, U% B0 K! C
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
1 ?5 e' {9 c# O# f" T
# i# E0 w3 \+ y2 A8 N( ~! N l. y如此不平凡的黑桃A
4 x5 |3 B. j* b! C: [- b5 X6 O2 ^6 P, b- b5 K3 \+ c: V" 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5 Q: G0 _8 i) m( C I
/ n& ]4 g9 Y7 m# [) `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
0 }- O$ ?- {' ]* ^' m3 A1 f5 ?
/ G$ H0 K/ j- F: n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,
! h% ]' E4 b' ?) G
, W; S; O$ J% X! z F3 e# p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. h; L% h+ b4 y) R" ~9 n# x V
4 F# M3 q( u% T
还有没有更多的A?”" P8 f/ s. C6 G: ~9 P7 Q/ V
+ }/ ?' q9 c1 I. R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) y. |" w* e; h0 F9 s) |
e! e( F/ G8 ?# k" _: X不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:6 }0 e& r# J7 [4 \; `
2 k# t0 Z3 A" z7 @* T9 p
没有A的情形:C(48,13)
) m: g; K+ ] G' q
$ S, I- D5 X- s9 F5 C至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
6 Q5 |5 g1 A1 C, k' [4 ~
+ Z1 B9 i. p r5 \3 R' J! w恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
9 m M. O8 a S( y1 P& D3 f0 f& a& \, V( [5 \9 b
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)" }3 f! \' c; o, y. r# A
# a. v1 b- ?7 [1 l% M
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:( X% S$ v9 }2 g( j% M
- b% {% Z! M: v9 SP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
* e# A+ w% S% o$ v(C(52,13)-C(48,13))≈37%
5 A2 I' J" @5 P
- t( y8 g6 M, L3 I2 N. c& U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; g3 d) W# v% `7 x- I
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,
. S( L; l; B) f; i: q( ^" L7 j, N4 L% w! ]
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:
. Y9 `0 {0 D- r1 h0 O3 I( S4 C) S4 }( |- j b
有黑桃A的情形:C(51,12)% C4 o$ |9 W X9 f0 p4 {9 l0 O
0 t' s6 y0 m, a8 ~. N; q c$ ?# V没有其它A的情形:C(48,12)/ m" L- l; W4 L! {
* U0 A7 U0 N% s, C! L l还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
9 ~- T5 H$ ~' D( U/ Q/ `% U% o, Y# s: n' d+ v
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
# j. c7 N; o6 D; {2 ~
7 ~5 l+ B( Q6 E4 U2 w. LP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
# E( R* l& }: u/ z' _& Y. P
; b( f5 Q+ X+ E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2 S6 Q7 K3 O2 w, G9 l \
* h7 }7 O) c7 M1 K. C2 J( D$ B5 `+ b
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
3 [7 h# O# r" h% e5 o6 q, y5 z/ n% R A$ e/ J) a" y) S
你是传说中的死理性派!7 q/ R1 e, X+ I
: K: I \/ Y `: ^" m/ y" H; h# d
/ K9 n) ]& u( I3 X, o$ q8 W" a, T7 L D
3 C' p; ~ A. ^$ z: K$ N" J) u: n
8 l5 A3 p8 t- }( Z- b* H. k4 M6 |. @
1 M9 F6 v7 c+ h5 I/ B |
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