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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 6 G! K9 \$ }, G& B
9 X) M S! i% N a 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
6 U' J3 k6 y( V* e e; u6 q; r/ y4 f' k9 H0 Q
(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0 j2 d$ x7 c& W4 t% K- y
5 v. R& b3 \$ N! Y
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,
+ z2 G `* g3 P2 ^
' a0 p1 i- y" ]7 `就算打赌,也要精“打”细算。$ x1 Z' ] k8 y5 F# S4 B
& S1 P [, H/ h( U5 E! l完美的DB
2 [- A7 e6 c N; K/ G. }! G: [& M7 }1 _. _+ V5 Z
. b1 O" q: J7 w! U! J% m
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。0 }) R3 J( ]' M$ i
0 {! \/ Q: h6 n8 {/ o6 T; L+ o' @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
$ d1 Y* @9 K" J5 S* w
9 Q- ] Y& j- ~7 u; s) 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8 g! B, X' `# B0 m4 o
0 q5 a4 G1 }" l) B- z) \5 y; i2 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!9 F7 U' c, u) F4 t% {
+ z8 h4 m$ r2 t( u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,
: a+ n/ v5 W4 w2 v1 i) l! Q
3 c5 o3 @& y; O: C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
- x8 k3 k' {+ d6 Z! W) Y) y3 h1 U! V
正,就会跟我们打赌:
% h& }$ {& z& {- i, n. r
* h/ ~. A' ^! P! e& B mp * x - ( 1-p ) * y > 0
3 i2 J4 |: I/ _' \9 W9 Vq * x - ( 1-q ) * y > 05 h. S7 A* {. N6 P; |, Z
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& n2 B, g+ ?2 b9 R0 V; \
) Z* y7 A4 h( h
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
( B& f/ d w' I' g; T$ V5 J- e
3 Y7 G7 o& i" l' z& N1 c
" e3 q: j! i7 H& D8 J: F1 D6 O( ^& G; o- m: e
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, }1 E8 O5 b' B* m
+ Z4 k9 B, H. [- V" q/ R“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
* p5 \: Y1 q- |5 u9 p) v
7 b3 I. ^, m# @$ l9 r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?
3 G1 H0 J; Z5 f: j+ | b1 W& E9 ~: L- s+ g# P7 Z! E% B
, j. ?7 T0 Z# |9 r; n* u( J; V
三张卡片的骗局' x6 Q4 w; C" u
# l4 j$ |9 V' _" D4 |/ K
% T ^3 e7 g/ ]# T/ |( q# q
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4 ~5 G/ O7 Y3 g4 w+ X: b+ x
" W* q1 L2 c& p9 T7 U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
/ h) a- b: ^" N9 g% X9 p' j" e0 E5 L" k; L8 K) L; O- I0 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$ G( Y B# E [( V7 R' f3 B
5 e( `+ T9 R4 d+ Z# r2 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。
" D8 |- q$ b9 B) v. o
4 V/ M4 r) E3 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
7 e8 m7 @2 V6 ?# j8 e# p4 v K6 M3 w7 ^% Y0 l: M
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:! u: T" t( V1 |' D3 y' I3 w1 u
: s1 R- Y- i) E; H( a
- Z5 z# `8 d3 a X6 R, k2 p
; z) }: e# b2 `# z8 ^
8 c/ V+ n; C& P, s" M; B% A
/ I* {- E' l% A* {! T( `4 U/ N2 }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
" ~! g$ \! [ c N* }5 ^, X5 Z% H' Y7 n5 [) S! S/ H b
的情形占了2/3。9 b1 [. ]( `! T: x
1 [8 J0 M8 j! C" X' C1 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
( j$ \9 u8 m. X* Q" j4 u* }- T$ T/ P( A
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
; n: c& t+ C: {9 s# C9 S+ q1 A B p" }4 ]8 \6 Q4 Y2 K f1 ~
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)7 |) E! G/ v& O6 V
2 a0 L% o) R9 b5 ]称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。8 z- F" U9 J0 u+ j4 {, a
( s% Q3 C: |0 x0 p% \" s M) l2 m
如此不平凡的黑桃A( v# E, h% [6 z k( Z
- A: O3 t5 Q2 q6 e0 W' i1 ]: }& 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
% \/ @* i' }( w* S2 T% [! w% f% z$ g1 F' @# D9 R) ?( [4 v
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
" i! i* s+ G* S! w1 {2 ?& R( |: h3 O. W7 [' {& \& a$ A
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,! _$ _$ U9 k7 ]4 v! }# S
* L$ u" j/ H( z1 r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% f% W$ n# O7 q8 x/ Z1 j
! ]2 I+ {1 B( e' r8 Y8 s7 t: {还有没有更多的A?”
6 w) Q% n7 K. P) Y# _7 A
& q' Z2 `3 g& j% c/ J. |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 e! }1 G$ X3 L- W- Q& o
6 L9 ^* B. ^7 m! n+ C2 @7 i4 g不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
8 U1 `. }/ O! ^9 f' b3 k$ ?
7 V1 T( Z! j" e% r没有A的情形:C(48,13)
& Z' E6 t. `! V% @& [6 L2 x/ Q! P* s+ y0 C# r y
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)/ r4 k8 e( ` `# b: U9 A) O1 H* B
; {& w1 [5 ~5 C( v8 W: i$ z! v. ~恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
8 A C7 |) Q0 @" m/ T- r# q
3 [( f( ^8 R/ |. h至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
1 N% h$ e! l1 ?8 V% {
6 h* I- k* B& W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:) b$ O# ]( S! C: ?
' m( K" ]9 l/ l3 c) I- \. P- gP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
7 H* c9 H: l5 [) t(C(52,13)-C(48,13))≈37%2 d$ H3 ^) \+ ^( J1 f5 O) a$ _
4 M' z6 F& E6 O0 T C3 y S
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3 \- m# M5 M8 `' S
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,
1 `% F) ]+ V% j9 h0 d% `: R8 D. o; ? S& x) S- k
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:
2 N; d( S" ~$ }( h6 v' Z( T; V& T, \) X' X5 S1 Z" l
有黑桃A的情形:C(51,12)
7 ]9 f& C# v, S$ A/ n8 x0 M i. T* ~" L* L& Y* A8 J, {# A4 z
没有其它A的情形:C(48,12): w) h6 f' n! @6 x) s3 p4 e0 L
! J! a% c% {. I. O2 ]1 D. o还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)6 n e. U: f! q% p4 H. S, s8 K
3 O/ C \! b8 s3 ^7 V事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:% b4 {6 s1 B) H7 Q
+ F5 D- A2 ]; c) w. W# [4 FP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
" i+ w+ {8 J1 a( ^; ?8 b! p5 C. M& H; R. \( L
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 y( v1 U$ [) V+ c- f0 L9 J
' D% y8 X) J# A' 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
8 j9 o0 _) p( n/ F* Y- L* m- S) B3 p7 L6 a( w8 J) l% l7 o, ~1 T( V
你是传说中的死理性派!
& S: F& I8 Z+ c: K1 f. f2 a$ r! x& U* O+ u& j! g4 D
+ d. x7 u4 K- \$ H( [2 _
( h3 }3 X& e# T ~' T/ |) x" g9 H$ R- k# f" Z# K( m6 ~8 |
1 u) H" `& Q' X$ e0 H* b8 f! L; Q9 g3 X+ ~
! ~" z f+ Q) j m: d
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