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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
- i3 i( P% I& ?6 ]7 C' Z u% K. m" p7 C
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. _! N4 P4 j! X T9 U- x% l
7 r$ ]6 a' S7 r7 Y9 s
(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
0 Z* q4 c1 X+ F5 i0 L2 s4 }
8 h5 ^& s8 F. V4 N M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 t- ~. u4 A! e! O7 H y) E4 a
3 c& N1 o9 r3 l T1 c+ e* k0 ?就算打赌,也要精“打”细算。2 ?. G/ o& b1 e5 p8 d. X
/ X! q. Y8 A: [3 U* H1 S. I
完美的DB3 t- K$ _& s) R. h# v1 n7 B
- \8 i8 H3 R- K" h$ X" i5 O" f& r1 T9 I/ k' h U E, p/ ?# i
NBA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。
* d/ @4 k& m1 E# w7 b+ @$ X% C$ E3 J, C' D2 i
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
% n. o& W# Q9 _/ {) C2 Z* t2 b9 _; C T. c
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
1 c0 ]1 t! B8 B4 U& V: ]# p( {4 \* S+ T% g& b6 q
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!2 J e1 F) k7 S/ O
( r2 h( g7 h: j# x+ p
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,% W8 ?4 K2 T' S# ^7 a
- s+ b- m. `) b7 N) 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) }' H6 u( P6 X: R7 Y
. x" S- u1 N# l$ V; x a7 _, F正,就会跟我们打赌:
* ?# c Q. m$ y% M; b* f& G! W n3 ~0 x p* c3 V
p * x - ( 1-p ) * y > 0
+ z/ ?/ z& _5 m/ v3 N5 A" |+ p. ?2 iq * x - ( 1-q ) * y > 0
( P8 N- h) P+ x4 `" a- Y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' L, v5 D" u8 M8 c. E
% Q8 ~/ Q5 w0 N$ }2 \% z7 A: `是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:1 x2 ~$ G, w3 p8 w
- E4 h5 m! N' ?5 a8 d I! L V- \; g6 m* ~# ], W( T' f2 {
: V' W7 {0 S# K
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) u7 f. r' _& X3 N" r) ~
2 e( K) K1 H5 k3 U' z! _/ V
“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2 i* `; N8 L" a* d
4 e- ?$ n V5 V
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?
1 I! z9 K T X8 j! l2 W% z6 O
; r% i& p2 y: ~1 _
4 K8 M* f s5 u5 _% ~$ @( H5 M三张卡片的骗局
6 @& @% o, h* f% Z5 X+ x8 M8 w8 k+ S$ V- [
$ E; V* K4 n1 k7 ~6 p0 ~
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
1 h: W* V) y! q: [ u# K5 Y0 y3 \* ^) @' G0 e# u. Z
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
% a0 O1 f0 y5 ]' Q, x0 b* N1 u6 o! ?: r6 e' F5 h" {7 n
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& s9 }5 o& t0 s; t
! h9 d! D( ~% _' Y- p( p7 b) B1 _+ f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。
2 _4 @1 J7 k! {0 Q$ ^
3 s) ]$ d1 d, 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+ [" s' Z+ b5 C0 t: [3 A
9 T: k' r9 P' Q" g5 T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:/ ?# L/ [+ D( z) W# \/ q0 C5 _
9 x0 W5 f/ |/ D' c2 ?
8 I" q$ R% M7 F* q6 N6 Q
8 o/ @) u* l! V: k2 \
0 k7 l7 K# d& S- S) q4 C, ^4 `9 N4 Y t
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
- I. ], q w. s- B7 x$ ?# J& A0 _; H: G: o9 d0 G( U
的情形占了2/3。2 c* f& e; B v; G; l, q
& m& d9 L a k* [! T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# o/ W `- K
+ U) \/ A5 S" I' L1 d/ |! P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
1 L# m0 C8 {6 h) Z8 j. E
0 A4 [2 }+ {) d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/ `, @/ C0 f4 X O2 X
3 e v1 S R- ]5 E
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
) x+ l! `; x- s; I7 H B+ g+ g
! r5 I! K6 \$ g3 R1 j+ } {1 f- o如此不平凡的黑桃A' ?: O/ u. _# Y: ?
: ]) H5 B5 M: }7 p3 g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
) C3 C/ y9 [: e" o/ B+ C! s0 R: Q7 [/ }. D
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
1 n$ q7 [( I' |1 A$ v
& U7 \8 ]7 P9 K1 Q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,
. G4 k1 L0 M: J7 g+ X- F+ l( M
6 S9 t5 @" U" t: P; y& 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
7 R1 L: n2 }2 F; ?- m2 r8 a* }# c+ J
. Q+ `0 R4 I! _7 Y还有没有更多的A?”0 |! F/ _( Q6 ?, i( R o
7 a+ _7 O8 f! G1 C* d6 U8 b) ]
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
, ]" I. r2 c. m: F& q
" c1 P1 T4 M# r0 s& ~2 {' x不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
7 f) M; a. w& ?8 k
+ A' ` r/ }& Q% N没有A的情形:C(48,13)
: ~- @, T% W: ]4 a( C- @, M6 h$ K4 F# i. T6 x. s1 U1 u0 h
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
4 K( k+ Y- e3 C- b
- t3 N4 Q; n5 @; z, U% c恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
; y% h; I+ K% O4 n! I4 l9 V$ d9 g y# u% w7 L
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)" d( E" C# n7 f8 w0 z4 S& h& l
4 T f; O& z9 }, J- f8 T D3 {
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:
: W8 y, a$ Y5 m% D. i) O7 s, |# R* c* x# u: R: N% G
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/4 Y; @# Z( \. Y8 ?1 ]
(C(52,13)-C(48,13))≈37%1 E! `( P# _9 p' G. p
5 z5 Q, i; S2 ^$ S% x+ i9 o
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: d1 ~, P9 J# m9 L7 [ c
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,
4 |) a W: T) q" h; T" q3 `
. \' d; ~* J% ]" d- d6 P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:
% N% a9 |; x. Q* u' j: K2 _1 s- L/ l1 f( d3 i1 U4 _
有黑桃A的情形:C(51,12)1 E3 @ {7 P" N' o
4 p5 o; W3 u, P' h" l( `2 A* h
没有其它A的情形:C(48,12)! L: A. x2 s0 ^& r3 N
$ u4 L3 g+ C4 \' j5 _
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
6 @. p% E! B: g$ H
: P* Q* c- x9 c) ]事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:9 F6 [% g/ ]' A* O. P/ [) ]% V, n3 _
% g. T _! f" ?! j. ?- o5 E
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
9 g/ G5 C$ c: O' z, ^! H0 @" i* A, X2 Y7 h9 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
% ]# [5 o& g7 J% ^! T6 H/ O& e5 [% _
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
: R V9 A c5 G/ l4 O V, U% D6 q$ N0 f% c A" M3 ?; ~
你是传说中的死理性派!8 D7 C, ?, ]" @! L, A) q
s3 l) Y# Y1 z4 V! q/ n$ `' t) U5 [3 O
( m ] G5 a/ ]9 f
9 V+ v+ B$ q' y1 E* _! k" E+ U1 x' V a: S8 Q) M1 G
# K2 ~/ P; J! B6 O7 Z; n1 r' L# ~
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