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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
8 D- k+ \- L4 a4 q$ } ^* l- i) J! ^- L% Q2 A0 E
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/ U8 C8 E: {$ K3 |; d5 I8 d
+ {) d: r: ~6 a* v. I
(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
% J( r: n4 s% J& b; ]
& u2 g% U% D- Z X; w- t. f9 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,6 Z' B: c5 W( @) v
) H9 q0 {( J, P# K3 X: {; m! K2 J
就算打赌,也要精“打”细算。
+ U2 b; y5 o `/ S3 B3 S+ H$ G9 E7 X+ w6 I8 w" F% j
完美的DB9 N1 ~' ?* S$ i- i/ Q
- `- V' ~: E% t4 f2 Z! A& o3 D# k+ z5 g) v" Y
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。
6 c# V: }. q7 E( n' C7 N
1 q/ w7 A* ?5 v9 Y$ F+ G3 p& r+ b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( ~) _' `8 K+ b* c
& r2 l/ `* M% d) J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
3 }, C* P' A9 ~# l- X! O$ L' _! J5 t2 o' ]; 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!8 x% `6 P, v2 E0 u) F5 S: I6 s3 M
+ [! |% K: r7 [7 o$ w. c
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,
. g, M2 ^7 m W6 C# i$ f2 n; I! z. `' P
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
1 ^( O+ F' m0 U3 [+ O' L# M3 u1 D3 W) Q7 ~1 O1 J
正,就会跟我们打赌:
o- }1 E4 Z0 v$ r
, O+ d3 Y& \: V+ ?1 X# J; `4 q- @p * x - ( 1-p ) * y > 0
7 S* `/ C, I' R. V0 A* w. I |q * x - ( 1-q ) * y > 03 y. l6 y1 S% @2 ^$ C1 O
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4 k/ x, a2 R( S, H2 ?
6 X0 t! P. ?( |
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
6 \* m' q% l& u% R5 X4 v3 I* ~% K2 y& G7 ~8 J0 T5 [5 |% Z
" u: p1 Z$ B6 Z& b; w9 E& @. Y
& J3 O/ z8 ]8 a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
; Z6 t9 Z+ k/ O) M* c" \# O1 {7 A, h* D$ w- g
“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
: ~6 w! H8 C: |
0 {5 x2 C. V6 P: g9 s$ g- d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?9 j3 n' o% S7 b, U1 N
) }, m/ H- S4 N
: x' g9 D% A% }三张卡片的骗局 T# B. w" A( v, a
) F4 N* B; }" K: Z; t1 `
, z1 n1 H6 d/ S# w& b* m
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( y, g; _4 l1 |" t& b; a3 W k2 x* S4 p+ F
1 _! \! { B. P% \5 C# g4 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, _2 E9 t/ m9 S$ _4 u% s
7 P+ ]8 a0 E1 j$ L+ X
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
$ X: t0 Y) o/ E5 F4 V) |1 U. T, j z- }1 j/ O: W4 `
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。/ g! `# ]; O( v( U4 p0 i
5 ~9 `; C k6 g* ~
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
8 T2 g9 L2 t$ V; e& [9 r
+ R! J: w7 F/ u" N# b: L0 ~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:) |" f: f, b$ \+ P
& Q/ T) A6 B1 U$ `7 g, n5 t" S
$ Z( J+ A$ ^' x# s( [3 }; r& X; v8 F. ?8 Z7 i/ i2 d: h, E& K; B
- _% F( N) T! R# k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. L; E' J# E: |) y" p3 F
- y' P8 J2 t3 c. N1 X% V1 o+ E
的情形占了2/3。! i0 F" N1 z) n1 o
# h6 Q0 I( I8 ?% G8 q
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; h F6 Y: W- {$ S5 I8 b
; X7 {9 t7 w6 q1 J6 i3 i, j# E$ e
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0 [( p1 y s2 f$ v' c" Z" z2 f# f0 S
# \8 f6 A) Z: O, q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)! _" x- p# u) d- E
: Q5 }% A5 ?, O9 {称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。( W( l" e- B! r
# n* D! v1 K& \( @如此不平凡的黑桃A
* C% n0 N7 `/ q( a) a# v! Q$ O5 y: @5 u
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 i* R- ^; ?1 P- ]" p+ y8 b7 h- f" ]* O, W' O0 x
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
" G+ s; g5 T$ D8 r
% M2 Y& K* z4 S5 v! q( X. L# E0 u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,
2 e% ^3 ~" G* S8 ~0 \9 H8 `3 H0 M4 @$ `7 l. b' ~
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
; I+ d4 q# Y! R# m! s
5 `$ N7 z1 I- C3 N5 {& O1 y G! S还有没有更多的A?”
. \6 ^0 y1 c- Y J* G3 t/ O6 B/ r# D+ o- x) c6 [* I
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
7 L* }1 q; J* A, N3 V8 i
) @8 t! h4 m( ?0 D1 [2 f! K e% l不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
; p u0 t+ v8 N$ c
4 X, b Z0 d0 j/ B$ j没有A的情形:C(48,13)
& r/ e; `- D& k3 f$ q5 x( j" }4 h* P& t% e) Y
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
5 {/ }" F/ W- u4 o% y# F' {% r4 u- A" q& p3 X
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
" `5 @2 q3 N4 K' h, l
2 r, }9 v* J' e至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
" o3 h7 _. s' ?7 H( j+ q
* u7 W, X, l( X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:( ?& R) J; B7 I3 D
7 L5 @+ j8 S3 k/ k8 D
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/$ T6 E2 r9 z# g- `; M% v- ?
(C(52,13)-C(48,13))≈37%0 r2 P4 e+ W" L
. i, k4 E+ w) M% k
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$ I9 x# V$ Y ~
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,
0 Q; z M; f% G, H6 ~" h: X
! y! {9 c1 \; z6 X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:( Z7 }* R" n8 J
7 n5 z, B* I7 E有黑桃A的情形:C(51,12)- Z4 j" \9 |# J
$ O$ k& M% ]# c3 B4 m7 p/ N" d: f没有其它A的情形:C(48,12)0 R+ s- n- k+ Z- i
8 ~/ n. n8 L, l: w0 m- }还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
& F# h) M, G; V' W0 J& H0 v/ q$ _% E, L
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:/ A: J3 _6 x9 I/ ]2 ? F6 S
. @1 I5 K2 }- D3 i* G' _P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
% E0 W3 g) N9 \# W, C
8 R2 P& i9 s2 n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
: R' e- K q! i
- y1 I" E4 m! V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& n5 q0 ]0 U" Z* L0 S' B$ F Y
E/ X6 K, f. }! H" @你是传说中的死理性派!6 i2 T' L1 d) h' @3 T/ \/ k' O8 H2 Z
' J1 h$ ]) c! k, R+ k' }
% Y! ] s2 H. K( z* r" i1 W, U# A6 X6 `+ s8 e/ f# t5 I! `0 C
7 A8 A" N' Q- a: h
7 d' J2 Y. `. v" I* X+ H* V3 l' r2 v+ S3 o$ ~) `+ i/ k
. G+ J0 ], ?# O" x' ?$ V
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