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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
4 w2 }( P4 y. G9 F8 K# S) b0 ?- l6 A' w
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2 H( v+ T/ ^ a1 O" X: l
5 E6 F# m' K; p) K$ L
(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 P, t8 p" B$ }& @2 v a
7 z; c3 X* |6 [+ j6 k- \( m/ Q; k0 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,
; `. M# o% h& B6 s |4 N: I6 S L" H5 x0 ~8 u5 R5 T8 v
就算打赌,也要精“打”细算。( H8 r5 c/ ?# |8 v# W
3 s/ V7 D8 W/ @; |+ z5 B+ E完美的DB
2 |$ ?' C9 j Q+ ?; |. R4 u; C* S
. P, |: n* q' T1 x& m# SNBA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。* _$ `( M, o5 f! S( L
% l+ W# |2 h; O( ~7 l9 a; ~8 C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
8 b( @2 E0 x8 j$ T" V r4 X* S& W; w
6 n3 L- K0 K o. x; D# L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
% ?+ U5 v4 Q# o$ e* A n4 h: p- ]' f
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!
4 ^( G) m2 ?8 L2 y
' o* M3 n2 ?- _; }' M0 `# G# R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,1 }$ y" v5 Z% ]. `& l
; j7 r" V# _4 H
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
E" h K5 m1 |* B) z& \
, J8 m" K2 T7 e+ H- i. r5 ^正,就会跟我们打赌:
0 O8 l: q+ e( S. F3 D' v/ E/ j" g i
p * x - ( 1-p ) * y > 0* F) f! k9 q ^& v7 _1 a
q * x - ( 1-q ) * y > 01 l) B6 Q" O' H. X7 y& F8 m L
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
5 q1 {; e- {* x3 |6 N" O4 |% Z3 Z4 P5 w4 J3 Y) J* U
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:/ F( I' }; R6 n) c5 }$ O% Z
1 l% N+ B% F. U9 R/ y$ i
6 D% n& p0 r C* i; y E i1 Q, n" x% P* T ~8 w
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
; m3 e; H: \* D: c% r8 g0 W; a
0 Z7 |2 r$ }# l* @“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" V( j7 C8 k J% M" B7 V
( q2 @" {, `* Y g& D
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?; I4 i1 W) r2 D) o; A7 k8 K+ n# p
: B) G: K/ O6 Z" Y( W. |
" M) v& Q" k% ^
三张卡片的骗局 Z3 b. o/ ^- E
( D- T3 k! h, w( F
: v* P: a) q E# E4 i6 y5 F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
' R8 c1 U7 ?" g0 B$ r4 Y: e
( G$ {7 e" ]& k* r$ J* b7 W- 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& [5 e. D4 { s! ]
' T8 }0 s4 H" J# F- J* h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$ i. ]2 ]0 Z) S9 _4 G
0 Q2 Q* @3 G# f+ w+ l! ]* w, Q
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* [ |+ \9 [3 ^7 g3 l; j. g6 F2 U
1 x9 Q; S1 d8 q- _. h7 P+ F, o0 F, b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2 h2 B" m' V) ~0 J3 Z
$ q3 x1 N6 m0 [, K. ?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:
" B/ T5 j- U' u7 |2 V1 u
" E% S& t Z- B# s8 S' w* c1 d0 {; O+ j# J- \# E3 j% _
9 p2 U2 f" u- K9 k$ d5 |; h& t$ g; S+ O8 f6 y/ f
- i( f* {; j' ] r1 e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$ j" F( u& m, `; I0 p
% S ]( k" b8 {) f' l3 C' J的情形占了2/3。+ ?- `# b, c% R5 I: L
$ W- o! ?8 u( K* Y% c; D" I- ?# X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
$ i4 `- C p, S- Y3 u) i5 U4 D) I& E, G. r& y8 D
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
; T4 D ~( U$ R7 T( `5 V5 q, |5 C' |, I' Z0 \0 b
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)
; i; z5 u$ t8 n9 g& q
% O# `( V c: T- u) ]称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
, t# U; U% W/ k4 q P, o
A6 o& Y% D6 }, U5 K9 J3 J如此不平凡的黑桃A8 j. d6 f) t9 M$ d2 p0 Z1 f* E# h
* t2 t- b" b% S$ A+ N3 b! {7 D
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7 [' h: h$ x- B
# ^, W- s$ I" o( u& v7 t
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
; n" u- h9 h* R. D
" e& B8 B, [2 T ?3 l7 E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,
/ |! m$ U, {. u9 H3 F' z
: x& g2 G6 N: i g# p- g( m/ p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
, U7 J% `7 r( Q: U
" H7 g" t5 z: G# f. d% u还有没有更多的A?”6 c8 u! I6 u f
* k- x0 L8 A; m7 `+ b: U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
. s8 f" J k2 n v" W! W5 a' l! F z- Z3 `3 t1 q7 Y
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:6 i$ k7 b5 l1 V0 p- b) V ^
6 b, u4 F6 D2 T, _没有A的情形:C(48,13)! @6 y/ `) B# K: Q0 s* b" S
: w- P9 o; l1 w: ?1 n/ T$ [
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)0 y# ~+ J' n" _
# g8 o% i! r2 U3 J' ^ r' { _8 f
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)8 F7 i# t+ i2 Z! Z/ Y7 Z
V; W: w9 ?) ?$ L( j
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)- K, n3 U! { t9 s
2 x. G% Q$ |. L7 g1 B: w4 J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 y W4 I- ]2 o1 f' y
3 T$ B8 Y s3 [$ A F$ U( l0 _P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/! ~9 t! F; q7 E* {7 n; f/ L- O
(C(52,13)-C(48,13))≈37%4 H" p0 ^. W% m* b! {# S [
; p9 M/ K! Q6 K" q% c# @7 x
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
F5 S9 ~7 C9 ]5 y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 y; D$ ]' j% g9 j: Y* u* g: F2 S. z0 h6 J, T) ^( m( ~8 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:3 ]% I: p4 f8 U; {; h/ v" _1 a
, w; d G4 u1 e$ y) X: \
有黑桃A的情形:C(51,12)$ W+ g; `, ^- Y" t
8 m$ o3 R' d1 I没有其它A的情形:C(48,12)0 s4 c* c& J1 h/ J
9 o1 T9 x% s. z& C! M2 Z/ I& v1 f& Q
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)5 x' x+ X* D9 c9 D, `4 M
* q; z A* E! P. \事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:3 m, c Y) A8 o" U
$ v, W1 G& @0 m( g+ t5 M
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。( h) L' K2 b9 `) F$ S
) u4 b4 k" k3 A5 h# E/ 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7 X! G+ M3 F4 r. }1 Y P) J
6 o3 S, D7 b2 i; V% t
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- X/ Z" q. J. r6 G1 l/ F' P. U( }0 [% X
你是传说中的死理性派!$ h: ` w4 _$ M8 z: C$ Y
% \. E/ Z% G: s8 {: e
, J4 A" q$ w" K. n8 f [0 D
$ a3 O" |9 M& Z5 J* Y# U: O0 a" ?" m% Q- F' f
: U3 O2 Z- ?7 ~1 e
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