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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
2 V. h; T& t5 F% w7 L# j8 }' |
7 n; m- D5 u7 \* }3 y 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
) }$ I8 a9 T3 {+ U6 \$ W
# H+ q" {8 G9 P; E(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
; r/ t7 I8 m( H) x. \9 b' ~
# L/ S$ s: z/ w' l3 M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,9 F) E6 a. ]% f+ w) W
, p/ Z& ~& [; a, o) o9 ^% [* ^
就算打赌,也要精“打”细算。
% j u" O' J5 A; |6 [' h; N
) Y! n# C; ]; V3 ^' g* s完美的DB
! n1 g! A6 U9 ]# h3 W
2 c% |$ C! z% c8 \! M' w1 `6 e* g, T8 h3 ^$ {
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。- ]/ `1 k, ~/ P
& \% n! n% ?$ k6 F) E: P h
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& D$ G' o" C$ Y4 i& W" }4 u
% h- X1 R4 `9 W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
8 g- b: C# l' P$ P; w* r# ?' \2 j' [
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!
3 D& J. h8 g) Y' k) M4 H E# P9 `( p
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,
' ?( M/ B" F; k) T! N4 h+ a; c1 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* n7 d% s- {6 y! Q4 ?( ~7 |/ g6 ^- M
1 h. ]5 n" D+ _4 i9 P正,就会跟我们打赌:- d0 }* _8 r4 X) [# ~
0 F; K9 e4 O; g( y+ h9 E( X
p * x - ( 1-p ) * y > 0 g4 p9 X. _) k. \8 X6 ?2 {# [
q * x - ( 1-q ) * y > 0
0 {* a+ r6 L( F! g. Z4 t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
# ~( ]/ ]% U$ b3 Y
. j) i( ]' k$ \8 f3 y7 \是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
5 \& ? h: I+ G4 h; K3 t
; u9 x3 ]( o$ w+ R6 |5 I E# c2 Z
9 I/ L: N" @2 S4 X
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
8 R1 W( j f, u" k
, E3 f3 h+ a" z1 D“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* ?' D$ ~' c2 `2 W! v
2 \ W9 A J* ]3 l' U% z1 B7 B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?1 P2 F) K! K+ T G8 P
. Z9 x4 b$ `0 b
+ `: |3 z' ]7 [% A; [/ X三张卡片的骗局
% \- [5 C! \5 @: ?/ t. t1 \6 E: z& g; J* D
1 _$ \5 i6 ?% x) g9 g0 d, p( t
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 J, B% G/ y3 K6 J! Y) J0 W L F/ }
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8 H8 i9 V; H0 O
{3 l, a: c. C Y6 B
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
3 [5 |4 U4 @" g N$ k H' o1 ~/ P5 F3 n
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。
8 |7 `+ P9 Q& I: [* p) _! N# T @3 e8 I/ X9 _
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 N% M' m& ~$ A. H: q9 @& [4 L+ M. {/ [' w
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:
) i0 Z: r5 h# c4 G# e3 ?5 H
+ i+ P* ?. A# j
/ R. A! }0 }/ i6 t$ b0 W. G
/ j' N( F `0 p6 O/ B7 ^" ^+ e& \2 b" p/ l4 w; X: W
3 F# R) a% A5 r- \' P3 m
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" e% q+ d# w* m$ ?% F9 L# X
/ w# K3 c- U ]5 Z Z- d6 y1 F, I
的情形占了2/3。
! H( J) @+ g3 p) R( [7 ?" v* c9 K$ w& U4 U
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% K* N! Z! e C: |" t4 L
) F0 _5 J) n+ K: B
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
" m3 B8 h# }' a
. _7 v0 `- n: G6 a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)& P7 `3 W* P% }4 V9 ?* }
. R* f W8 f5 |称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
& {& V. e; O# r9 N7 H+ S m9 H1 y4 V+ @/ w
如此不平凡的黑桃A
7 L) t+ \( L# V; q, p7 L( S
8 R2 _$ U* k7 |) R h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 {+ p( u8 [3 K: x5 C! B/ Y
5 G5 H+ r7 y: t& P
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
J" |+ Q& Z5 e5 M8 k; B7 e* V
. R, F$ [. @. f# j* w- H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,
! m4 F0 N# y5 P# C9 _, }/ z' ]( D. k* 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
5 n4 T9 u" G( J7 R, x$ x) v
! }0 C6 Z5 W, S9 p: [7 \还有没有更多的A?”1 F1 p- O" l$ @! o' ^ d
G9 E* I! l0 |& W: h/ Q7 @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
& H; H# {2 z3 N. G4 j: y3 v. @
6 q8 Q& D' U9 h' w$ u不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:( Z: i- O. ^- e. R% ^
1 r! J* o4 ~, ]3 ?
没有A的情形:C(48,13), ?+ d9 a& n# ^# Q- a$ B x. {7 o9 l! F
6 i% r- O; U) M9 d; N7 @
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13). o3 E. S# G) {8 e
. u" C' R. v" x1 q$ C# y恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
& A3 ~- u) F0 M2 }* V2 _
' m9 k0 [4 r8 R" w至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
) ]+ C5 i6 T" I6 }" |
9 l5 f9 R, t' 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:5 |+ [! C! J! T9 X% R
0 W$ h) l* C) c# ]% Z
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
, e& ?: x& D6 C4 T6 t(C(52,13)-C(48,13))≈37%
! T+ U: i) S6 ~# g, {! W6 Y5 t: x
. i% x9 n5 S( z5 U+ z" L% C, V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' P1 @4 v- n2 Q0 }: w, [
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,+ E% u. b: a: c4 Q
5 C1 I: e& }% _5 R0 M: h) h
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:. G4 h2 I r: A- [1 C1 [
" W4 q) w8 J) g! [7 i; A2 F
有黑桃A的情形:C(51,12)
@: Q" f' E7 Y! u2 ~; [0 [
' F* \* p/ S( v5 Q* x没有其它A的情形:C(48,12)
; G0 O! G0 E8 M. t2 k z. j5 \1 {5 x- s6 q8 V4 N+ T" N( Y
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
* T3 f2 M, V& i( x* t: ~4 w2 l+ D! X6 z, o
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:3 O) i* L# ^4 I( k3 U6 ~
3 O5 k% L$ r/ O& vP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
% y3 i2 ?+ r8 g4 Y) d3 l
( J ?9 a5 ?+ h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
3 ^# s6 \ a. x0 b0 R
1 i* r8 V+ y5 S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& T* P7 s# ]6 f; L
& ?" s, \2 H9 @: N5 z* X4 @# P1 ?你是传说中的死理性派!
# k9 P: ]4 v* y
, o5 l$ j9 c6 P0 l
$ A2 E0 T* k( L" ]2 g+ W
. |3 @ O# ^! t$ z1 L
1 |: F' v& b2 I/ v6 J' M, G- G) z$ m; q6 N1 e
0 P7 _ D% L5 G+ Z& G0 v
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