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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
5 Q* e' K8 w5 b$ X0 E, y) \+ S' y7 }' @# X' `1 l' R1 X. w
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
! b7 w% ^& V' T+ Y' u
# R0 l: p: w! q4 ?(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" l- j; i3 m, T+ e0 N
: i0 V& R/ v/ \5 H
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,
, D" V8 \, ?7 D% {4 T& ]) c1 U% b3 @/ p6 \" ?! r
就算打赌,也要精“打”细算。6 O8 [1 ^ f% N: j; a
* L, R5 @7 g# a0 u9 h, r
完美的DB; s- n5 j3 C: I: ^3 ]7 j1 z; }
" \0 N4 X- C; I, {( {6 x' n
. L$ J5 m, W, ~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。7 U% B( b7 {8 z2 t
) c! G8 B# c1 _ L8 |1 G1 D( _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
" q3 t& o8 T. N; G* h6 S+ y) z t, _; |
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
$ P; n8 ^/ b0 L- Y( Q3 M+ w7 g
5 j9 p+ }" l0 P& T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! g3 f% T F0 F6 x' T8 h
- b4 l3 O J% L5 m7 p3 ?" I
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,
# a6 U+ M( o0 L5 y+ m
: |4 J, W6 t* L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
' L' X( N0 ^0 P4 R( [, a; o2 [# |2 B! y' g$ z/ D# _; ^
正,就会跟我们打赌:8 i0 J# _5 t6 ?4 s6 V
& B5 `$ x- x8 |7 p: l& Q. V% h
p * x - ( 1-p ) * y > 09 A, `" P3 R& Q# f! r. N
q * x - ( 1-q ) * y > 0; {, O: U2 L1 f
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
9 @$ m" ` \" b) @) g
& c0 ?' m' ] f6 b是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
1 o$ |, K6 {, B" r( M! W
; B. A5 T. U' \$ R* z
z: F# C: U2 o' X7 |. K l: p. a, X/ w% x& n4 x" c$ C
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
/ M; `+ n* t1 J0 r S/ J& O$ |( O6 f1 B/ d) ^0 [( A
“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 x! j1 G! f1 A$ W$ B
# |( s$ {) \0 m% 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?
# \; M1 F! `+ s+ O' t
" l0 w8 k: o# D8 T' \- c9 d; k8 m$ ^' W5 s! r8 a
三张卡片的骗局
4 L6 @2 d6 k! j8 Q) _
6 d" d6 \! Z) l0 O" e G/ g5 F9 u' e4 H' g
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
* p7 `* q, Y e6 W* C! ]
0 T. s' x# q" q/ Z b; n# ]: V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
. _( H, p# s/ B- Y# Q' ], R
- M( C) a0 W: S L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
1 V0 W3 [: L+ b& ` l5 @/ g1 ~' w/ Q- v2 p
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。. V- n3 L$ m; B7 @. e" Y
; {" F! E3 ~2 t& y* i" [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0 l5 U1 g/ z( |) N! x
$ L& L# A7 M) w8 c
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:
5 W6 X, c3 K$ G1 ~ n: E) N5 S2 |9 p3 u! d
3 z3 p3 }+ c# Q% H4 J
' O1 \$ d, k" H' s. c6 R3 T+ P- W- [! X% i
0 G6 M( m r8 L: `2 f6 l( q! ^
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6 J. H0 Q+ n3 L) K$ Q2 d6 G
) J/ X( r) j; v B的情形占了2/3。
$ D( `( j. T, q+ A+ V* L; R+ I0 U9 a8 z. n ?
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
+ ^- \& N, h8 N) _! Z. V+ T; j% d$ j& Y2 o* z! a1 t
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7 b9 j+ @: `" q) z2 U1 E
. K' N! h! y1 x4 h q' X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)
" e- Q5 \& W# E6 o
9 I# _9 h6 i, I& g; p# C, N称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
5 `- M# l; R0 R" S* }3 d5 c( t( t9 z' |2 P$ Z/ r- c3 V
如此不平凡的黑桃A3 x( n% @( I: o+ p
" ?/ J4 t. v, b. k: S/ @4 @
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5 U+ l% \+ Y |9 `
* Y6 ^. X) k4 _, O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5 K( b& ~+ s4 {7 G4 V
) j: }- y/ X8 m# u8 Y8 J
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,$ a$ ?" w1 F3 ]9 a; g& p
' ^* _ {0 @ I( Z% n/ ^4 }. A# t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 H$ n2 q3 V* l v& P8 x; P2 ` O
) F( h5 y( J- S. l还有没有更多的A?”/ H4 m$ M) x6 A! Y% p
' p: e/ Z6 s8 }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 Y; g5 F$ Y B- z) U5 \# S# \; y" e* ~4 w0 M! Z
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
5 M1 y/ o Q) V1 o8 x
# H; o( C- T Z* J y没有A的情形:C(48,13)
. U7 o4 `( I5 z2 n p) Z- ` I$ X: A3 ]; n/ o. o; ]% }
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
- S5 I& `" A2 I# a
. o3 @ Q% X7 }恰好有1张A的情形:4*C(48,12)& y5 d% |: f" p$ ] b( y. W
+ F( l& B( u& q至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
, D% A$ A/ t2 ~; u) m9 Q7 c8 O& }0 |2 Q
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:0 \! V( [6 k/ R! W
( X# ~2 ]7 d3 ^- S% U# ^; m0 tP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
: A% ?; {5 F- q8 H(C(52,13)-C(48,13))≈37%, [, U$ u$ G/ Y: K- `
0 n! u1 N" V7 n" ^2 x0 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
5 t* F0 ]" i' g5 a2 h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,- P; B4 W1 |0 p& M. Z+ V
7 @" z! s6 I. J, ^& 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 z+ h+ ^" F9 |5 S6 d3 Y
3 Y$ P3 c7 I- z6 `9 f$ u有黑桃A的情形:C(51,12)
: q0 y6 n. h2 d/ C @
; j4 q! {9 Z, B& \6 M- G$ s没有其它A的情形:C(48,12)
$ M: ?1 b. p( N, p$ I0 N9 b- i- g. @2 k
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
! |% q- w) l% g3 Z7 g/ }( |/ M% L
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:, N9 M4 f8 `2 p8 X
$ U8 M1 x" y: k% e2 \6 ^P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
. |$ D' m/ Y% Y8 J4 _; Z
% B# t/ s: Q1 u2 M7 w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 H' d! E: ^5 b5 ~3 a" \
+ X8 s3 r# k7 \( D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
9 D a% ]2 r1 f; W. q2 S
7 T: W9 j4 Q5 P% |' P% u k# E$ v/ }9 ~! {你是传说中的死理性派!8 G( z% `0 _8 N4 K: c* C2 k0 s
2 J/ V1 D+ T- A
: E( ]* l+ l- E! A# | B2 o& Z( h) b# h1 D4 H: P
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; @ y# s0 l I( C% Y3 R
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