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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
% ]1 t0 v8 n; k i. f4 ^5 A1 {/ Z4 D+ x9 t
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" z3 N i+ R1 r4 ]% p
6 C/ a$ a; {" Q6 K2 k$ [(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 o2 V8 l3 f u! ?4 m, L) w5 o$ b* G& d
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,4 B' U2 p, H% d
5 e5 \* n+ m" B+ j- o3 u# _
就算打赌,也要精“打”细算。# @& J$ G( m6 u! I, O+ b0 w( r
3 C( _- X2 @- U; Z6 ~: n完美的DB/ q$ a e; r# H4 b
$ _! H, T4 l, d
4 l* b, ~6 p8 I& l$ xNBA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。
! r$ R [& a1 \. s. h" C* p/ I* w6 `) X8 W! I. G8 n" H; c% K+ `
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 h% n$ Z+ r9 q, L9 m( ^
/ X; \7 `5 l3 `# 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
! s2 y+ J _, h! M1 @( m% \. n$ 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!$ P2 D, @, G* e3 G6 a4 t3 j$ t
6 E3 v2 W7 g: W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,$ L( m/ l6 N/ i8 E& A5 i3 W
2 k/ S: p# C0 W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
3 j5 }* U7 d, x* R5 e5 N- x
/ M, E( F" Q) Y正,就会跟我们打赌:
7 O# o7 L, i1 k' n
; j) }7 E1 W* `" Z8 t2 q! Tp * x - ( 1-p ) * y > 0
4 B: m% d# Y" p0 q( [0 Sq * x - ( 1-q ) * y > 0
2 n' n8 w! r# V! ^* t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7 k2 z) Q4 v$ j o& I w' I
9 [! H: o* [1 a5 ~
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分: }$ Q/ y& X. j5 E" ]" t
1 Q" C' E) @" {! L E" B$ B9 X
. ~6 u' s- l7 Q& i9 q7 C3 w3 b/ D% e* 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, P: Y$ [6 w# Z! m1 Z% T; i
) x# m) Y) F' M7 t' I8 [
“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1 y! U K+ F" H* ?
/ w( Y* J' k9 r# m) Q- k
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?! Y6 ^- V) O( S5 Q2 J7 u1 G+ t
" u* W4 M2 q6 p, n' J1 r/ v5 U
* n/ ~/ w4 P+ d% a% i
三张卡片的骗局
* _* l9 t! j6 M" t9 ?3 P3 x& P0 y8 s) Z6 X* a: o/ K7 A
$ E5 D% u1 Q% z5 F3 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
( m3 ?5 B+ C) V" R, u/ O) _$ n$ W; }$ j; j0 s: W
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
3 c8 {# D& t7 o; u2 h0 w: A
0 Q5 M/ m/ |* T1 w# a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$ ?' [% A. ?( w+ e
4 U, I |! Z7 h, x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。
$ l" @: Z0 F I9 `4 w7 h) w
! L8 j$ A/ b' U+ 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% m7 ?/ I, O, K' Z" ?$ w
& e3 z; T, j# z8 O- U6 Y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:
9 ~; r/ A. v3 f+ }, H, T5 k% B9 t* |
- @* |8 _8 E2 Q- {2 Y
; z6 ?9 B3 k+ }, E
$ O7 T% g) r7 ]. Y- N% O
: ]: q9 l6 ~& r8 L3 ?+ }
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 ~6 s) R6 x* Z3 p8 ~) s! B- ]! `$ l$ \4 N5 ~2 T0 x
的情形占了2/3。
, f5 K: v2 F3 [. N2 c* i( b( N& J0 r& M* N) v8 b) V' L2 \
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
* H0 Y0 f$ V: }6 U2 T6 u2 w# U/ B! M U `
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# P" N- ]8 @! ?7 x; o+ k9 \) Y* I
3 U# k* Q+ }: B3 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)2 x# g9 E. |# _ u, |1 l4 Q$ C8 n
E. X: b$ X# Y- f8 h
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
]' D4 ]$ j' p9 ]7 k0 u6 [2 w1 c, L& [& O
如此不平凡的黑桃A
4 Z0 R) p# @* q9 C$ k
) _8 T* b# B) L& E* v+ s; H3 A$ y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
( z8 W4 o. g. `8 W# v6 ^/ J- T% f+ \3 e, ]- f
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( Y$ s7 V. W, W* _2 w- _
* M9 y7 |9 z* F% K+ b7 A, X
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,# T! z: J) a- y: L
( {/ u' z' o; G9 V7 @3 B, i- ~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1 f2 M) t9 l5 |0 J* \
- N! T# o! M, v3 @' s* M
还有没有更多的A?”; o) c% J8 s. w* W2 B7 ]) W
) T# M$ r- R7 H0 z
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; q7 m( a' _5 N- j2 S
, x8 G D( h4 X: N) U5 k: m
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
8 j( [. h2 T# M4 B
( C( u8 t7 P% a/ a没有A的情形:C(48,13)
! o9 G3 m# Y9 @1 h M+ q; G a4 T* A# v# O s! r; _
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
! ? D2 ~( u7 V+ c# A
6 X+ u" Y3 ~! k9 K! Y6 r% x/ h恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
6 ]/ Y: F& o) D, t E V4 Q0 h0 z, z. g1 y% j& q
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
6 M& \, z; {& C: t2 {/ A# j
- V) m/ a9 {1 C- B, A3 \! L& L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:7 T: E" V% K2 x7 t% ]
l: o3 |3 ` [6 l. {, CP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
* B6 I! o z* X(C(52,13)-C(48,13))≈37%% q' A7 Q/ J6 B4 x! I" g
6 i" R4 n9 S" Q( a1 @" p+ P4 ?
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. R( e; n _5 C) y! a& f
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,
8 x/ x/ E1 ~' O, I" ^. O6 c q6 z) i/ {
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:
$ b5 ]" u; N* i
5 c/ A# p! g2 @/ D. u5 H有黑桃A的情形:C(51,12)" F4 \, Y- g q# k! Q
j9 i. M$ \8 v+ L: r' j没有其它A的情形:C(48,12)- A) N, ^! W s7 g, P- r
0 ?, L% @1 I7 g. r: J( M
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
3 V, }) X& C; D$ x
5 e$ g, M& c( T( L3 A+ H$ O: \+ b事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
# [5 h* q4 Y9 [0 t; R5 A# Y
, j, g" r2 Q) I, sP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
# d. l K2 Y! c+ ~* c6 b+ H
% I& q$ c4 D: K% S6 C C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- ^& h [& Z3 B7 {# {& t
" A( U' S7 s. u# O# H; M0 w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* k7 ~1 T1 x) E+ }: K9 x7 J. a
: }# @9 }: J3 H! a: j- ]1 t你是传说中的死理性派!
- d9 q8 s/ v& Q5 G
1 D8 r, t, Z6 n: _# P. t
0 G* Q$ K4 v/ R2 g1 n. |4 [
$ f; S1 G T, k% n2 a: U/ V# a4 I; M1 s- }; }
3 o7 p# r( s, f
" J- Q5 `4 M" [; a! A+ U1 g$ x( o
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