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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 4 q$ p. y( k% n0 |3 A/ K
! ~/ c! H% `8 S& H$ O 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
( b* P3 q% i) R# S; [0 s' a$ |( w; ]# `/ Z% ~5 L9 W% g9 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6 r0 D+ S. g/ r6 _" g2 ?2 C, Q
3 A& ~5 x( I* y% `! J
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,
3 n5 z; s" z( C L! v: j, Z" Q: I" L; s& W7 R+ J! H$ F
就算打赌,也要精“打”细算。
) y g: M8 _6 k9 A( U! b& b
3 e( ^( L+ ^# j& N完美的DB
( ~9 L. i. W5 Q$ ~" {9 B+ E! S1 C0 k+ W4 U
: } z7 K5 {) y" |# s' O ~% U, D( Q$ q% l% J
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 ?! p* c. q% J
) K U, g E: G2 L3 ]1 l
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. @5 V' D/ V& h: [
! J/ _, n; S. o: {6 g# |: ~: y
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
" R1 E+ x0 [5 Y5 n& k7 a _3 i8 v) y& m C& e! `/ k+ d6 W
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!6 o$ Y/ }5 c! d2 t3 Y" v
) N& ]/ p7 i! t. t
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,
3 _7 S/ q; `1 a, k6 i8 u9 E: t* ^4 q) e# P/ O
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 d& j" Z$ j; s5 f: S
8 T* W8 K3 t# Q6 W" t5 s/ d. M7 t正,就会跟我们打赌:& Y5 p% P& p# w3 O9 @9 F+ D( j% M
6 i6 G$ u3 E( Z3 P( ap * x - ( 1-p ) * y > 0
" ?& X2 B6 R6 l. ] d( @) {; y7 sq * x - ( 1-q ) * y > 0# v. E" G& g2 F, Y' l& t: O7 U- e
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. k2 @' c& J2 G* L" b' o" [0 d
& r1 \3 I7 D+ f0 u% P8 S0 L9 ~3 f是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:4 j N& I9 r- Q; |7 M) |( T7 `
& @' q1 e5 t( e3 T4 U
: f; P/ E; e; l: y
+ T3 t j: c9 ?! t7 r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- D1 W3 y" j4 C! D6 Q7 i* w' C
+ `9 H5 X0 g+ L4 W# V' {# w“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+ j, z1 \& v. Q9 E- T
+ s. M0 q# L' w4 `: @4 P: E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?8 x5 A5 i) S( \& B( g5 `% Q
( q# k0 Y6 d0 ` C/ w. w
q- d% m: \ o( ^9 a" r5 l" n* X, Q! z B三张卡片的骗局
9 X5 A# o( u" Y7 ~- P* w
% u2 Z9 P S5 c9 O( e4 ?
- E+ d/ N7 s- M& k/ u2 G0 e7 C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
( Y2 j& u6 I5 I" Z. z, ~( l T+ B0 v Y& y. p8 g8 A9 e$ E. l0 V* I
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
# A2 X3 {. h' x! N* e
* T- i# Y0 `( r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
' U! G7 `% g3 W- V! N: k) s0 L5 F- E$ 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。% ]: [( D( _7 @& J
/ }2 Y' ?& u9 e" |2 r: 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! D6 M' |6 I9 K0 S/ \3 [0 o
& [+ G' G/ \* D1 b6 W0 \
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 h9 g- U: U: d6 n) }
/ v/ _, [( D* F I8 N0 u. O! O Q& H
* T3 R$ S& I' H/ w- ~" _! C
- O g( |/ K2 @$ B
2 e; h4 }2 B! ]
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
l" D6 ^2 A7 f e8 B2 i D, a' l& n2 |* ?# X- R# L
的情形占了2/3。7 L* J5 e5 E* n0 i" b
|5 l) ^* a8 U2 z; N1 w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% u3 K* J" F! ]% s2 E! l$ @
@; y1 ?& A" v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
7 ^3 n- Z$ I' b, P2 x3 V) U, D/ W8 W
3 i: _* } [$ 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)! m1 E% e& w; ]6 p$ F0 W3 D
7 w, @! g" l) t- W, C3 w, M! Q% i称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。' Z1 h0 r6 F. Q% w5 k0 O' l' y
. n" @, c% D7 B% T5 ?
如此不平凡的黑桃A9 P; Y0 T* t/ y! B, `8 w! r
+ d2 S& p& x: j8 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# f; Z3 X! `) @5 H
7 z; D0 j% z% S, n$ O1 \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
8 _& w0 e) \7 ^+ x3 B; c3 N! o- Y) Z& h& n4 S- r
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,6 k3 I" ^1 g) Z% o# `1 u: f! i
/ Z' [+ I5 Z, {& G
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/ ^- N6 ?2 `) ?7 v. T7 ]' q% R
5 p' N% m4 x9 U, |! ^- c2 r还有没有更多的A?”* B7 Y0 j4 g- H0 N, \0 N7 t
7 n" |" V' K Q/ |* f* c0 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4 k; x/ ^7 X( P P( W
J, f/ Y" T8 \不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:/ g' V6 l3 J i2 @
5 D6 h" @6 _' i' ^8 y9 I. A7 b
没有A的情形:C(48,13)5 Q, E9 S8 g' X) s
+ @0 J1 p3 D* ]) W. t$ |( A3 y! l至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
4 |6 i1 h$ B& g* |0 u9 d/ b4 V& x' j* N- f. ~
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)9 B' H4 B; b% J$ j* Q. L
: _' O5 s6 n0 g% W6 X至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
+ {8 k9 v1 {: c9 ~0 g3 r: F/ M5 \5 J' z9 a) z4 \
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:
9 e$ T2 R7 e; p( n/ v, k
, X3 z9 v3 S; }# g+ OP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
5 z8 ]0 F6 E2 D. H, L7 |: Y(C(52,13)-C(48,13))≈37%
# B- M) m) |2 L1 m7 k v- e: T' L/ m! N7 V- ^4 ]
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
- L* K. L4 q! K S" v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,
3 E$ W8 b# A z3 X7 n$ |* ?* G- K2 u, i, _2 l. b
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:
: Z. m0 T" [; y+ T
4 Y. [1 F' y; ?- F' [5 n有黑桃A的情形:C(51,12)
# I$ p* E3 u- o. ?9 z8 e* ]
( X. ^9 E. y2 T" R6 o: s没有其它A的情形:C(48,12)
6 b4 I+ ~3 U$ i
+ l. z: G! X1 N- \还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
$ z4 X( j2 A* v' D- O/ ?" F
; W: P1 f, `$ n% X% x4 W+ U事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
/ m9 ~2 U8 u% t' L, h& S
5 x, e" P4 Z5 i/ u+ YP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
s! k. S3 k9 ]
6 s0 n7 g1 D( n: B* I- z' o( J* N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
, p* n; |% o% W" }7 p
n& I* a: q5 z- p# n. M: b: @' 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' l& F. `2 x: U/ g' C7 j0 e) X6 W
' O# L P8 u2 g1 ^你是传说中的死理性派!
+ r n1 [* _2 s) O+ r9 W5 X* v0 w& m0 J! W' C3 O0 x
% W ?% L4 C! V( n* s
+ D3 \! U$ M9 H# V
' w7 h- y" @2 z2 d: U0 e* N9 g6 s2 {
6 ]9 T5 e7 n( s9 v2 n: r7 _; ?& t# d, a, P# c7 {
5 z0 d( G; b4 [+ N! Y9 F/ f |
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