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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 - ?5 C: {/ V! {# F
A* a2 \! M' d+ I; X/ 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
! m O: P/ o* P% y) Q' g( @0 ~) ~ O2 E( h; d! [( ^
(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
4 y; l" C" @! \; e1 Q& |" l. S! b" q/ M% {8 H( B5 A5 n: o: J( w
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,7 p; z6 Q' y" |
9 X x* L9 ^" X, m6 t8 t5 W) R
就算打赌,也要精“打”细算。
5 _% ~2 \( x. Z0 m8 r7 M6 Q7 E, q: d
5 y& ?. ?8 X4 t/ o6 X) }% n完美的DB! U* ^/ z% }) x; F$ k2 [, e
6 I' o9 K' h* a$ z* ]1 L
$ N- T }1 r5 s4 K/ 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。
! A- T, v' Z; O; X
: h* M5 `' U7 a0 m0 W: x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
7 `$ o- p5 w G* `, n1 ~$ A: W- R% h& k2 Z7 d( O+ K, e: i1 X/ [/ G- H
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- t+ N' t: W& E% d- j
/ I( i( H, h7 A4 \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!
5 C0 D! V- Y4 j1 x. a) h
! H2 S7 c4 I: C2 Q: M5 v0 Q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,
4 O R! Y+ S2 H) v1 F. [
0 c9 ], Z$ ]+ [2 X5 |# f( s6 g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
" N+ D4 D6 ^3 R* C+ e0 h
# V* V* Z3 B V6 ~$ `2 P7 B正,就会跟我们打赌:
/ G7 T c# t$ w6 Z8 V) ?+ d
+ ?" o3 {& B5 q8 U- w0 |) r9 f2 \p * x - ( 1-p ) * y > 0
& _+ }1 W0 V/ U3 S4 tq * x - ( 1-q ) * y > 0
% Q2 Z1 k8 x H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
1 J7 v$ k& {: a4 v
& E0 R8 g' k# n, F; I ]是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
6 @$ T' ?" |3 ?$ Y' l4 n; @* u: K/ t( w# t9 I7 j2 ?0 b
6 ?- a. y& h6 x, D/ R5 t
V( L* A9 l2 {: z
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* Q' t5 ?* x! L8 F" b2 t" ~
5 H, J* y6 }0 I$ I% p2 B
“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7 h: v0 E: a0 L' N# _8 x- [! {
; }* O7 `8 A7 o
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?- m# Z( y$ X+ y- c& j+ ~! \9 g
& X) T2 I! y3 I( m: ^' b% b4 n5 m7 N
: G( @3 c: D! U2 U! W% B7 y/ y三张卡片的骗局
' ]2 {" N V& e# j8 ?' [3 s5 S9 I7 |# a) n9 j
+ d, i5 ~3 b9 o/ [
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
) e0 x- S T' F# }2 Q9 Z( X; T0 }- ^, Y5 z2 H0 t$ ~2 m6 M; A
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 S i$ R# P! v4 r5 P3 S# _1 B" k
. p6 ]& i) W3 g3 O% w7 A# c3 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
# _) W q k" x, {$ I
7 T; \5 {4 B }7 O4 u# _9 p0 t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。
6 H, Z. x" {8 [$ ]" t8 `% t0 D5 `# S3 C7 Q
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3 C+ I' J. T: B& {$ P8 i- o# `
1 n7 K) |/ ^/ [+ p8 P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:
, V* Q5 f% S: z9 R" C' S
4 w! t8 ?1 {# C- g$ b
8 j3 R' J0 v8 g3 ^
; p2 m& P: O( i i2 Y+ A- K( X) c# u0 l% N; t: Y$ |; z9 m
q: d5 O# Y0 t ~- n# `5 I( y B
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
* u' J X2 s9 P; `1 W' [
8 ]+ b# n3 `! f O; I% W1 }的情形占了2/3。
9 @! X6 F1 J- }+ _
* A) D) f& R4 m! u$ p7 S6 Y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" y# e& q- @$ G- i
. c4 Y& v) G1 B% J# A D3 L
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
9 n* s8 V8 c* W5 W* B+ p/ O6 B7 U4 C, E2 H* z2 ]* W! K1 S. ]/ ?
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/ G3 \* O" s/ H8 u5 i
+ t6 K/ K! A; ]) i7 C称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
/ e" ~, \6 w; H0 W, u; z# O" n5 [
: a1 W: d6 [/ F& K n9 r M如此不平凡的黑桃A# C7 O/ C+ y( B0 \3 J% H( X3 x
# T+ i- ?1 ]. b5 P' f/ i6 p& S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8 X2 `$ }/ G6 Z, |- U* Z. C1 y
1 I1 }7 h7 q# v: G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; g6 h% Q" i* p. f' s7 \
E5 F) f; o- ^
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,
& u8 T E! a1 N- y2 x% l$ u
2 [# W( ?% x; p: `0 r: Y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
; e# F& m% L% Z' W) j) t% i
4 W6 a4 @/ S' o还有没有更多的A?”% ] J/ J- M- j1 ?
8 [' g6 k% _5 `1 V! `6 I3 a; \. {
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3 J2 g& d6 x2 Z0 o+ Z8 U% u
: B: W( C& s# v2 Y: h不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
$ R V a4 x% W% V, a9 u
2 x7 Y$ j6 q. j没有A的情形:C(48,13)
$ K+ E. z+ `* i- n0 I+ w9 X. Q( a8 B$ o8 q& [
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
$ Q3 w* Z* \0 G0 _) ~
4 h/ o8 [$ X* f恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
; l# B/ j% m/ C9 H$ s* B6 N" G% w8 r
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12); [( y8 t3 r& M" E4 K
3 s: c) y6 E- X& M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:
h" _/ o# f. r# |$ u% j8 Y/ J: M- N9 {' y; n# `$ o
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
( C& s7 ` K6 t! a, }6 w; j(C(52,13)-C(48,13))≈37%
" Z& @+ W" J( ?0 ^. l, ~" b2 f( a- k* n
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4 E5 j1 `' o7 ^' \( g
打赌的意愿都被调动起来了,一看第二个赌不就是换了身衣服嘛,纷纷加大赌注,$ A5 r% E: g* X/ ~2 X1 D& c8 W* I
2 p7 F' v( u) R8 q4 ~9 \
接着赌我没有更多A,正中我们下怀。下面我们将发现第二个赌的概率已经大大不同:6 b# A7 K' e0 d& r1 x' I. E
6 O1 i. x5 P8 a/ S& x
有黑桃A的情形:C(51,12), y. j- j- q) O1 {# X
0 i" q9 h; @6 A& {7 u+ [/ c没有其它A的情形:C(48,12)' _: o. y0 v% y+ I K8 g! q% o
8 V: q, O, a o6 m' b' O& g还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)) e' K* p% E! r
D+ `/ `: [) n1 y: L. C" p- S- p事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
& |, V$ t2 @# Y" I- m
0 \+ `6 L1 z! B6 XP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
' M! L2 p* b8 ^5 p' W3 \: `( I8 H" ^% a+ F) a) P
掌握了概率论,DB就只是概率游戏了,当然我们是反对欺骗的,以上各种游戏只建议' S6 U- v( i) q# {4 P, r" z
2 U3 ?/ G9 ~8 L0 r$ n
在朋友间进行以活跃气氛。还有一点很关键,打赌的时候,演得逼真点,别让他们知道
# \) n% K1 W3 I# o0 w2 [6 `8 n1 V$ H
你是传说中的死理性派!. F J4 b5 x- `' w* q
" S0 K, X7 G5 Q3 o: Q' Z p9 i) V/ U f7 z% f
* m6 m- n _8 w
/ |/ O8 ~4 |7 a1 d( h; `) b( u2 U
& A( G$ u6 T0 K* |* m- B4 e, M! \. i$ j- O }7 f( B8 b
' w. X+ Z. u, Y, e( B4 Q% A- U7 X i' m/ s |
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