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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 6 c$ m7 U- ]) z
$ f* O% ^8 O0 ?4 z6 z4 T4 \
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+ p1 C1 S) O+ m9 Q' X
5 d4 }6 F4 F- A5 A. ?, H' N(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! v; K% m9 N1 n; N( w
5 A. b% n3 O0 R- t* M/ _% 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,; e# [2 Y$ f: X* P l6 B
1 }0 ?/ W6 z$ B& D# P3 d2 v: G9 f
就算打赌,也要精“打”细算。# J) w7 l1 R8 g! U, q2 E* U
! n; |% v+ U) T2 D- j: Z5 U
完美的DB
$ @! U4 h2 Y. G* I% h4 e: L: A+ e, b0 p( D" R
: M" M l7 n3 `! _& ~
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。
# w2 ?" V: p# {9 u' r" n/ _0 _; V: \& h, r; r* `
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2 D: L! F9 K \9 x3 K
0 C6 t& B( V. \6 c
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' @6 i+ u7 T+ F( n. Y
+ O, R1 E% N) [% v _
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!
: j; S9 J1 ]( |- C) i9 G0 ]
l, S5 W& r& Y7 d) c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,
% J6 m( c3 l; p6 @% G8 G) @3 ]1 A9 h9 y. b, L7 i5 {
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
1 X1 ]6 F& i8 {" Y+ u* Y: x0 L
9 u% u7 q I( M! Q; ^正,就会跟我们打赌:" k& k) |& q1 x: [ ?( \8 H5 o
3 X1 ~$ N- K) |( Yp * x - ( 1-p ) * y > 04 k# j$ y7 c3 L% j% B1 o
q * x - ( 1-q ) * y > 06 f/ r# d$ n! B; ?# B1 A
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+ B* [% |' {9 B0 s1 y6 f
: i2 A }6 y1 W. F! g$ y0 [
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
& |6 I! f3 X9 F' I1 F" Z! S7 O0 W+ X, ^. m
5 Y( X/ ^) y) ?& M4 _1 h: S+ F
8 {: m# P) A" i: a$ [0 u5 o
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
- \6 O( x2 @: `# [1 R* L' o
* h! I' S2 I4 _! [9 C' M/ b+ a+ J- X“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) l( a& M9 `- v9 R% ?
3 d- I) R& r+ U# [) T* C3 i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?4 f2 H) g( M8 |, i$ }, G' t
$ k5 `1 T- G4 @; j* o4 l! P" T/ Z& E& o! `! ~9 ^9 O* N+ \
三张卡片的骗局! _6 I" v: z$ B/ `! l& Q
, F7 a- H/ ]% x' J, b7 u9 q
6 a) \; P- ?4 y* X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
* n& h, V* d3 E4 ^, H2 J0 e+ |! H- J |' _) G3 i" s
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
. [& ^5 {' m U- O- H/ D! k3 L$ S
+ @: w; a6 g/ r5 Y' i- T" s4 t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
# j+ K1 C: I2 V7 j
7 _& g* {' _" \; V& A, q2 d! A/ R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# ], ^5 k6 P' w$ g6 Q& J5 L5 B9 _" O) K4 a
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* R) @9 i, A5 t& |: e2 w/ ^( Q" K
/ w# v' g% o8 I2 I1 K: z, H% `0 O
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:; N! p' J, B6 x: F# D" Y
7 K$ _) b8 |4 g7 c" V% [( a$ I+ _1 S( U9 O+ d b/ L$ z, a
$ R1 m9 v# M, a- b" [
* p: G7 f+ E. _
7 c* f1 R9 V. S( C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
' q _6 q% G1 K( q k5 L' B" r6 p0 R/ j- L3 C" h/ E
的情形占了2/3。
- ~: [" F. Z) O2 M9 c7 h
2 t6 N3 g3 ~* `, J" J) J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$ C8 E' I0 @5 `1 O2 l0 Q# v Q
' q- C! y9 W- F g8 ~8 o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/ x; x3 d( z* ^2 Q& E
8 V7 r! I, f! [6 R f6 c; p9 J' `
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)
& Q( n' i3 s; o& X f
2 G) `; \1 ^ b. z! N" }* d称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
7 h* R3 n" g* l Y& g1 ?+ n* \0 J5 D2 d) N4 ^
如此不平凡的黑桃A/ e h. f* }! }9 F) `
, `5 Z$ d& W" T( G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4 f Q; q {. @4 y. ?
. U) F/ h3 K; r, {% 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. F* s7 l$ e% [8 F3 \6 Q8 N
" X$ z) z4 K# e2 o# f2 k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,
: v$ L& l/ \; p
# ?% p9 ]( F j( _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4 }6 \8 P# R. @1 e& m, I" [1 U
$ i& n! V" [" u( ?, I9 C2 p ]) r8 Y还有没有更多的A?”% b9 v- `7 B1 E7 e# Y
6 u. P' y# ~! }, }; x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! z/ Z8 E+ d6 J' Q; ?
4 e6 g0 e! `- Q E2 d! F不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
3 ^6 ~! K* A$ z& n K* `8 q5 z" E( G, \' V" H
没有A的情形:C(48,13)/ F4 i0 I& H, {& P* w
3 t+ w0 N4 g, w4 b至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
M7 c: W0 }# M3 ~( K# A0 ]% d! G8 l8 U/ B# }
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)( x2 q; q ?7 U f2 `& K1 I$ Q: u
7 i; v. E8 h/ \- C! O
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
8 N6 N ^" S4 J0 A% I( m; z5 w- ]$ e: F- v: `. {
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:
/ e, T3 | ~; ] ?* c7 e. n, f# M B* m
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
! o. I n8 E6 f(C(52,13)-C(48,13))≈37%
: ?. A+ V2 z& \
3 {. j5 r8 l- [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
& o, H% ]$ k7 Y# B2 b l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,& W, x; {; e2 A
# H) r E0 K4 D% l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:, ]; K& ~# J! R3 T5 D
: h( w+ C9 o# ?有黑桃A的情形:C(51,12)' l9 f. J, [8 K; t- J3 O0 `' k
4 ^5 s2 C6 U5 a% r0 i
没有其它A的情形:C(48,12)
( [' p- ~7 [6 q3 u* t
' e' G% m4 q" d9 M2 Y- {9 q1 w还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
- x8 S- z9 z+ O
- \4 U! W7 f& n# M: v' V3 V& p, p事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:; _% j5 x) `4 Q! C6 I$ l5 A" N
3 y+ D( n; z& C& Q. i/ Z' q: ?- b
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
3 F! q; z; z, `- u+ N$ o1 A+ \- z/ U
- [3 t+ H* U$ d* ^: Q+ T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 h9 S/ G# \, B- b
! \/ z* Z7 U1 e5 d
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 B1 F) K) w ]# L4 g- v' H1 b
; e9 j2 t# ]* |: d你是传说中的死理性派!
% N$ H/ \* T, d/ i% T) \. M3 \: d* L) w# u: h8 V0 @1 Q
: p# Z! f6 w' z
: g1 f @. y+ D0 M( {
# M& n$ @* _! Y3 n: l: _ @" O$ u2 I. j/ z. D# V
: B. P% C; W- H0 t9 A
- ~& a8 c" }1 |* ], A" _ t2 U
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