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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 % T5 W7 L' Q+ u* U. o$ ^
# l8 Z7 t, X& k, K 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) d) _/ t5 Y; v+ H! A7 ]
Q; L- ^. a7 j: V6 W- F4 `
(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
3 |- L9 }; V' i4 \' e U, ^5 [' @1 r( y6 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,5 l& V" \2 B5 E( }, C, \* Z
7 f; a4 H% E5 G: y. Y& M
就算打赌,也要精“打”细算。
$ a3 A0 B, ^' L7 x
, s# t5 p2 a' q, V6 N" _5 {- f9 A完美的DB9 A& i3 O* ~6 J" q0 x( e) y
: Y% B5 I% w+ q* k0 P, i1 Q
) b% Y! F" Z0 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。
" [8 u0 ^- F3 h" [* l3 o; \/ \9 j5 I1 V, O$ G/ _
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, H" ]3 o# |0 ~
& i0 _& @. O! c5 z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' ?; m/ ?& [8 G( M( L
6 @1 K2 L1 [( m/ C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!% J P$ g3 g' F& ?% ^
! |( I/ P/ q* T# M9 g7 B; F
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,
& _# I* j! E* D; ]+ Q$ N1 O3 s/ s# _/ e
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
& c6 t7 d1 C8 }
2 t- R7 v+ D' l0 k$ P: \正,就会跟我们打赌:
% A0 c5 I: ~' y: ]3 I2 z; B- V
p * x - ( 1-p ) * y > 0' |. L" T3 c; f) C- o+ u& n, ~
q * x - ( 1-q ) * y > 0
) M G$ i, e$ z H m+ r( D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
! U a. }! B m) U& i' V1 [6 @2 Q: n7 \& w/ X. U% M! o
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
J% C& T1 Q5 x+ K& W
. O$ k: a- @" g) ~: [: Y* b
8 D' l0 p1 R) g9 w) D1 y- m0 R6 b, H# g# ^
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
' B2 w# }; @0 a1 }
6 E& a0 E" L0 G N“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% J( o; O1 e! e b: k: H! T
: x' \5 X9 `6 v' M L: G. U
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?7 ]8 Q) U9 Q% Z
, E0 l3 c1 z! o$ {" w9 t' y- B# z6 R% @$ E2 H
三张卡片的骗局
" C1 H; d6 h" Q1 z" t1 v; j7 V
; I8 Y! m7 t, W) @: J; _6 ?* _1 r4 ^2 s+ C& Q5 [: E- N 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& J" }: A7 T) `5 y1 R+ r6 D3 L: z
' Z" Y/ U; h7 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
9 _) }: v6 o* [. O5 [; r& C( k% o9 L" n: m+ 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
7 i* X* n/ X% A7 A& ?5 N. q* i8 S( Y; ?3 |& W2 e2 A) y
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; ^" P( N, h5 D2 |! w1 Q8 ?+ Z2 X& }) ^8 @ e7 {
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4 v& e( f( p0 H, D0 h: M
* x0 M1 z! _! j1 b1 d& Q! x$ X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:
' B3 O+ S0 I9 b0 g0 S9 a7 `6 V4 \; W; L+ N( o* j9 ~
( L h, p+ B h
, y7 E3 O/ d3 g- ^" o' b8 K1 ?
, a. T3 w- B4 R2 A3 \* x j! W8 N _" L/ d& 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
3 X8 S8 @, } r: k' \
7 C# o% w. e% _8 F7 m- a3 t& R9 c的情形占了2/3。
0 O: e6 u. X5 K0 q- v5 W5 H; G
( |2 _& }# p5 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
5 x# a W M& L
% b6 L( i8 s( e: 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
$ H8 p- m% b) i- D* l, R% P6 s% [/ j- ~& f9 k4 U) 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)
9 i/ p8 Q6 H$ d" e0 ?, U6 M9 u8 u0 ]- L( g$ X- v a4 \
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
. ]+ |8 L; g/ @8 r: T+ C: s+ w
2 \. b& j; M# X& Z3 W) r( j3 _2 y如此不平凡的黑桃A/ H- g1 C2 Q) g9 q& Y! g
& w4 x# C- n- Q" o d9 P* J
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
9 J/ n s" x# a( I) |9 { S
3 Z% A8 X( O: F- O3 \( _# ~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
3 b( D% |+ [! F2 t1 w) y1 k8 D* _$ z& y
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,6 x' X6 s3 S) q: R
% C8 e/ x3 l/ B. L, H: B1 K
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
0 |& Q/ s0 p& S7 Y) i5 O0 _+ p3 b4 B) Z
还有没有更多的A?”$ M( M: l2 T/ P' Z+ _$ m/ g
! i8 ^. Q& w% e/ m# {3 m$ ?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. c9 E9 P& `( R
" F) k! P6 f2 J" Y# u# M8 L. ~
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:" Q* T; b0 f* J/ D5 D4 U, S
- A4 D: K4 j2 q% Q: l
没有A的情形:C(48,13)- G& U6 t! I7 U- y! O) z; p/ ]
r( l2 j4 u; F8 h至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)* F9 c; Y& k' c2 A( ~. ]- @
- u, l% z! `- W" i; J) a% d
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)! H3 d% [- v' z: a
3 o1 ~/ d3 D& l# m' ]/ B0 k3 j+ I
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
4 ]4 ^0 [- a. H7 e' x( f, l3 [4 M
q% d5 A, a; ^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:8 R0 ?& x7 q+ c
0 M _% j5 d/ S& J5 L" T' J
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
) J* @4 U7 l& p' g6 Q% J& `3 o(C(52,13)-C(48,13))≈37%' M0 Q- H0 y6 d0 K* |+ K$ Y
+ d5 T# Y! t# O! Z9 `. W
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
6 r2 R5 o/ z; u: o, ~ ]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,. W3 \# |# i* h4 Z& ^; X9 L
) V- Y8 r5 q x7 Y
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:9 w% ]4 k$ S# A9 j
4 k5 i/ g# f9 _5 r- W7 \1 z0 H, r有黑桃A的情形:C(51,12)* ?3 E6 X: \( E
+ {0 c ^/ ~: ^' `没有其它A的情形:C(48,12)
- d4 h- N2 d* L8 C2 h* e* }$ d O2 p( O6 D' ?
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
9 c8 m/ q7 O# _5 ]# s# c& p" c: [4 O) W% @& Y
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:/ s3 j7 o1 E$ u# K5 a# n* Q
' y- t0 o# t* _
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。, C; M+ g. S7 U$ d5 P
0 e: d, ]4 [; M: ~8 [! c, u
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
* } C# F5 c2 j
7 {! X( E2 p9 s3 P) e: s" V8 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2 c7 f$ X( @6 c/ \
. q$ F, E: x- T+ D1 O你是传说中的死理性派!
! `; y2 i7 V; Y1 a# l% ?4 ~) ^
4 i# s, W) M6 ^
- ^+ _3 M7 V3 s/ p& R2 U$ G _
6 H" O6 ]- |9 n) E1 G ?
; v: n) D1 R" w5 ~ t# P6 X7 t+ U1 `
) Z; t$ l) L8 n* W' U) v0 P8 b- z) j& F) B7 Z) V/ v& B
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