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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 * I, v9 `, a8 G4 W
& t& y2 E/ G- N' d4 i: 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
/ T0 f+ l$ p! x5 A. N) l; N# l" Y. 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& i7 p1 M4 A. Q' v& S3 F8 s+ @
: L3 l0 L- `2 N' b: w2 r8 p
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,
( k9 q9 q8 H' S0 _, P4 G0 |7 F6 p! ^0 t1 A& `5 J0 i" Q9 B. S0 B; W7 Q2 r
就算打赌,也要精“打”细算。
8 f% v& E+ b# r- P; A6 o6 ?! O; r% i# j5 `) s7 ?
完美的DB
( C) {+ [) a5 [ U4 d" a. b e7 O3 ^* ~! l z% v
9 x, B5 q; W8 g- [! \
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。
: p% @* i! D' a7 D) V" f2 d
0 R: I+ V9 ^0 |% i$ Q6 p4 f. 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+ I' {. S w5 i1 [" \6 l |, k
5 z8 U8 }5 |. X4 l! O+ b7 f- s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
/ `; H/ C# R: p# B2 u5 }: l% G
. t2 D' m( I' v# O9 Y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) I/ w& p. W. r2 j
8 u% m6 S! Y6 _1 {. {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,. P+ H( \; h$ G |
! d2 j5 _9 A& `& a5 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* F8 z# h! W0 S1 {: D
) i' l* C( g& p
正,就会跟我们打赌:
7 N6 j9 k& J. L3 I# s" l8 N2 H* O7 i, ]; j. k
p * x - ( 1-p ) * y > 0
& b1 [# L) P* e1 sq * x - ( 1-q ) * y > 0
+ ^5 ~. s% q5 G& e) Q4 q% F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6 I+ ^ y0 b0 d+ v/ n
/ i& G: o+ G. k是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
& W U. G0 @; r) A- `) ?- U( i3 H4 \! {& Z% N
5 G" a6 D# m: b% @2 V
2 w* A4 I" @. }+ @9 b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
" Q+ c9 d! e7 t( r2 J6 S8 R3 T; ~& \1 c' C$ K) Y% h
“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+ P" i" u" P- U5 t3 Y7 x
. m8 l0 i2 J/ E; A$ P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?/ W+ H7 p7 a# Y- F
4 h- D, i0 N- u, i
* i! e% z9 t/ l% u0 R T& M. H三张卡片的骗局- k9 z1 M; _$ z- \
. f# H H7 G$ ?- f; t3 ]9 [
, t% |0 M$ o1 b& e* ]- u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& l( Y) T4 Y) {" g
& `0 i* ~! o x! q a x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
1 O. V- r: C5 b4 N5 ^9 J( C; i1 m& b% m/ z
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
" f' ^4 o7 v8 n# `: n
: Q% J$ w% |0 }& k* u7 P* 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。
8 W4 o$ M. D) h& q+ Y, t
! }9 |1 O: p- X8 ~& S2 `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7 p. C6 e/ ^* D4 `$ O% M$ ?) C% e
7 m( g# a4 o7 I6 ^; G( \* i% J* D2 Q
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:
, G" u, [! P8 T( q
$ N! T$ I* o" {; W/ f
P4 p) R' U& D* x' S: I
4 y# o/ W$ J3 B, v/ y5 v1 M' o j# A0 ?( h a1 c6 g0 C# z
6 @' o# L8 D; m! U( U+ w
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1 V3 t" o: C* o
% H7 y! R1 @. s* L# y
的情形占了2/3。
. |* [" k! N% w# Y: ^: x. d3 m' f* `* 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9 x( _6 q7 ^8 G: P/ P
8 `+ R; c) J* b3 k% l# e
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 e) y; B: ~! v" s, y
- }- q. K1 T8 w# }* 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)
+ J" o v/ s2 h. ~ ]0 J( j+ \" s: l1 C0 V
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
2 U$ n( l* m) V+ Y- _" T9 |6 ]1 a$ |. {! S4 e
如此不平凡的黑桃A# p* H( q" a! ?8 L! b8 R/ _
. H, M% E6 f3 a3 Y* N' l0 z# M
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" V) m5 O# ~4 N/ _) y! }
8 ?# x. r3 w7 F7 q2 q* T. L0 i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* k& _$ V3 y! z+ J9 g V2 n
0 l& h1 Z6 n2 G4 G/ k9 z: 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,( t0 A& R7 f- U3 ~# _3 O! J8 B
( `" _+ }9 A; P: { x" b4 k% e
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
; r9 S2 ]- P7 z5 z) k }4 a. ~# v. L8 n* Q8 E& ]
还有没有更多的A?”
8 p& }: F4 z! |; w0 G& l0 `; [* W6 z9 i3 {( A
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8 l7 t' A& T8 W6 e7 p
2 M E j/ e- ], P" R; L不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:7 [) {4 u' w3 c
6 i- Z/ v t u5 l, w没有A的情形:C(48,13)
" ^1 o* b. X( }6 _0 i4 k8 N0 l% B6 D
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)) ?1 D" }0 o7 v6 Y+ |2 i
: j$ r9 S0 S. a$ [5 K- s
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)7 P/ U7 ?% r" y6 r1 Y- _, H
$ E- L2 o( h7 P' f) g9 h9 M
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)9 F0 l1 N# w2 l
. N! R. c& b" E: Y8 Z
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:+ E9 B- w/ Z l# z$ Z7 n
. _2 ], S; W+ `6 p4 {P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/5 s. J( v: Y% E9 Z2 O% |! s( C+ P
(C(52,13)-C(48,13))≈37%+ L" ?4 Q8 v: H% z
4 _, C' k, O1 p9 w( y" j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1 N8 w B L2 r4 ~7 I l5 |# p: z6 j
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,( d. j7 |/ n1 S5 S4 N% z
2 C) Z1 `+ T! c" I5 h' [% o
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:
8 S, z! I6 y% H4 E) {3 \) h# U. C. c9 {$ a- b. f( B
有黑桃A的情形:C(51,12)0 t/ D4 s) D' f$ `% _4 T' q
! ^) @- l) B' Q9 M, l5 v4 j, h
没有其它A的情形:C(48,12)( C/ S s# ~% G! B
8 h' o S* c* p5 k7 m5 G还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
6 U7 f* ?' x9 i7 K5 z. J- @- e; f
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
, _0 Q9 P9 E+ }) R1 V5 O) K1 w) z" v$ u* Z
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。 Q6 H- @0 ]8 O* v! a
! o( B3 r. W' w8 M q/ F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$ \# n5 @3 h2 J
$ N3 t+ j" ]/ m+ u
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 w0 a& L& f+ _3 }# Y y0 ?8 q
/ b6 z. {- V) X: K# J' }
你是传说中的死理性派!
% {+ W8 @. v* [3 Q, z& h7 t7 W. ~ E! k9 T8 I: R5 L6 ^3 T
) u% ?8 n) z1 Y& j$ M
# A7 v9 `( H1 w5 k* o
0 e9 e' t6 B7 P M a$ B& C" J% ?5 W! I* G' M
) H: P) |8 I' |% ?0 G5 q! }2 v" k1 g
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