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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 / B, c0 } y' H
+ H7 j' ]. { Q
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
; n) `6 v, H7 e" _( {: _5 o% ~7 ?, O2 F- ^# r% P8 ?
(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8 n( ~% {9 H. {# h8 B/ ^
: z X# |! [. `
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,
* Q7 ^. ? @9 a! L9 {6 L5 Z- H, P5 V% M& }/ p# K9 J
就算打赌,也要精“打”细算。
`/ d1 ]7 M2 `/ K& E/ ]3 F' t! m3 ]1 f$ v; x( T0 Y
完美的DB* K9 A- P( f: q* x
: D l3 J. `+ C
" ~' s6 T* X- p4 yNBA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。& k% p- N' I+ k( W0 Q" K
f: @& T+ [# E5 g2 x, y! 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
5 f9 n, I9 ~# a, U. K/ a
" p, h. S3 D, N0 R$ C- ]6 C' O( v& v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 M5 S! @+ s3 E% L5 A3 G
/ ?/ c: g- y& w. z' T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!
. |7 f: H4 Q/ |$ p R( p
9 X, j8 U" ^- k0 V/ x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,
, Q# }/ M/ N$ \- z5 t4 ~ u5 l5 [; {. \" B! M& 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- J/ r" ]5 J8 [+ C5 N+ Y$ v+ A
+ {! z* q% N3 @0 _" [ m H
正,就会跟我们打赌:9 Q# ~! s& Y6 y$ D% J
: ?0 G# O3 p3 v# w S M
p * x - ( 1-p ) * y > 0
- u. D1 [5 d$ V4 v/ @: rq * x - ( 1-q ) * y > 0
* H+ g8 c, l4 G) o; Q3 P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
$ ~, F8 H, d7 Y+ S* q$ P
! _. ?* f2 l: f# H是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
- q6 ]; l4 P. U$ Y1 t, H
# f) l& E- U. c" {3 W9 i2 V2 K, M/ s# n. ?, K& |3 g8 R9 N
[$ [1 T' q# D) X9 p h
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3 Q) z8 j1 E% r; H
j% C6 ^; P" W' v& K“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# l4 U1 P" z3 N
7 X# g1 Z% }( P% i2 a* f
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?
" F0 t8 z2 A1 ?2 R3 `* p, Z* }8 \7 s
; I0 Y; F$ C6 N8 ]% [三张卡片的骗局$ h1 P! d3 a1 T0 ^
) \% h- H$ H5 `. ?# N. ~
4 Z. ^8 T r8 P) s' ~! Z7 \# P! 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. f: a! c0 F' G
# f' c% K2 U. H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
# K# C6 P+ {( O: v: S ~4 U- I
: U$ d$ X6 x4 y! T0 o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
( w( R# R/ O0 m1 z" r
8 u9 G% C7 Z) }$ ?- j- q* c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。
$ a; `! h' P; S5 M y; g' e* Y; p; w7 ?7 {& N
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
$ q& O2 f8 K& C' W# C5 D- R$ _: C
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:4 ]1 `6 W# _! F, P; H
+ ?- U% L2 N- b: G% W0 B! P' x
F' ~6 S$ d' |; U7 j/ M. d
8 j- S1 N/ E& R2 U, [) x4 x, x3 n6 H+ a' U
+ a; Q( z1 J9 l! e1 n' 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 w& K5 c. `% h6 @1 ~' y2 u& h3 V* T4 X; V
的情形占了2/3。3 e0 b( s3 i: X
9 R# \6 n3 S% r2 D7 y. ^: s3 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
% ]7 h9 ~8 h. ]
# U9 T( J4 @, n ^" @% ^# Q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, G( n: t) R1 {" R0 I
- Q/ }- _. ?) L1 Z# s% ?2 z" _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& ?! c* e: U7 W1 m8 q; b# ]/ }" W3 w* R
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
2 D5 U* L, C" L& E# i: P: N* {6 o G! O
如此不平凡的黑桃A
$ A) R" q3 k! v4 h8 p9 j5 x9 g7 c O$ F( C
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 B5 p: ~5 P5 ?7 {6 K- X6 l
2 h; T" D1 {. u% k7 r* L+ O8 A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$ @! p# o7 @0 N2 c
* Q1 `7 G* |" a1 s( {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,
9 a5 E1 ?8 A* L e
8 W* G% I: ~! F7 \. t& F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+ R K7 K2 F6 P& S6 r
9 ~. S% N. \0 [3 b& X还有没有更多的A?”
2 H* k& W4 f( [2 S' L, D2 g; n& @1 [: [1 P% t
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# f, O4 b6 d M* S* L
8 K |5 c0 M0 m( t" X不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:/ G, x( B8 B+ m8 T$ a' j& u) U6 L
7 \# M. X2 i/ W ^
没有A的情形:C(48,13)) L2 Y& Z7 `3 ~* M2 K. Y2 j
8 [% E6 [' b9 P
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)) @- t7 O- [3 _( K% A
( ?9 {) E6 w5 U: L: ] o/ Y恰好有1张A的情形:4*C(48,12)6 s+ s: G, \+ Z) R* ]
+ X! m u9 ?3 {* z9 V! }至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
0 A7 @# a2 J$ d' ^2 ~
* j/ o$ Q9 g& a% Q! t. s2 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:( n1 x7 z9 z1 \2 Y
- o& u: ]" C" u* w$ @. KP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
$ q8 M0 m; X0 J `6 d, @& Z1 K(C(52,13)-C(48,13))≈37%
" n+ f3 r2 h J: b# U( Y1 B/ J. r
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% |7 {) f0 \7 j. Y9 i5 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,. O' o! P/ z* @5 Z3 I
8 j* e1 |& d: M( @5 S+ v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:; q {! L: R, K) l
3 R' S2 L$ y$ x
有黑桃A的情形:C(51,12)
/ F6 h6 ^6 p9 E# G( k1 R9 F5 L( g Y: L9 @' ^' h2 l$ V
没有其它A的情形:C(48,12)3 E0 ~: h3 i9 n
+ ]$ `# G5 m9 m6 b0 F' @( B* ^
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
+ C/ a4 @! I& d
7 L/ F" {5 t, G2 g/ W/ x; y5 B事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:; [8 U" K3 G: K' k/ `2 t$ R
* k6 q$ U' l& C
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
, a: [1 L: Y: Q% n3 V% u1 o
1 Y. l" S' b% z, l$ R( G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) j3 g- m3 u: j. G0 Y8 w- f6 J
2 X0 b. R, b* D" \; H7 q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 Q% i/ l% O- _- A% _; |
* W) Q0 ?( J( j- _8 u你是传说中的死理性派!
" ~7 S) X+ ?/ E: s1 |) C' {' G& U. }
1 V- r8 h9 S5 `* j. n
* q; g" w/ E* p" [6 K4 e$ d5 |, B+ F4 I5 x0 d
3 d' W; t8 T( W$ G* `& t
/ r- Y$ n- W; _( s( S+ K
. W: b! @3 G* L2 L |
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