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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
7 J ~5 ]. i" L0 l' L5 G; Z
" c/ m Q( S( D' L/ S, L; h0 ` 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
4 n3 Y1 L G2 ]3 f. f* |; m, j6 @+ U7 o, B
(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
% r1 C" i9 D4 a7 j& W' L5 x6 b1 I h6 M" k4 j2 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 N& d0 s4 J9 H# v2 v! f- Y
- x+ V: Y& n; l o就算打赌,也要精“打”细算。
; z) i3 S. E/ a3 A" Q4 }8 U4 t/ D% m2 o( f+ p6 Z& z, N* ^
完美的DB5 {% {+ C& B( d* A% h
, O4 f5 n$ }% [: n! z" W1 x& Z
" N P( }4 K: wNBA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。0 p' _2 p* r1 `
( i) _$ S5 F8 k V: y5 {
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% q8 V/ q$ Q0 `7 N9 A( ]) k
" X4 d0 Q% P4 N1 i, d
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8 G7 p7 l) _, L( M! e5 v1 Y) D
# o+ h) K% l! W, K/ b, N6 O
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!
3 ^8 u {# d) ?9 N$ V0 M4 B J3 {, `4 L( u, `) s1 T6 [
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,
~) W) v2 V2 ?+ c* e* Q! ~6 I2 W; U2 O, k- Z
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
& B& i$ i( d5 T3 z" |7 [: D. H4 a* S5 d: L
正,就会跟我们打赌:$ J) e! e2 r: U( D! S7 E+ n6 W# m$ z
( \2 I9 E; t K3 X1 mp * x - ( 1-p ) * y > 0. m0 L( F0 O- R
q * x - ( 1-q ) * y > 0
$ h! C8 L; Y) M4 M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$ v7 c# W- i1 B. h1 V# l
$ k8 C6 I9 J6 [9 i+ U2 W" h; m8 v是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:( q: x5 S& |! i* |7 N* J
" ]8 }0 M5 D( [: `3 W
. r, U% V! d: |3 C2 h$ w1 @
" q- a6 j+ o/ V! ?& n3 H) _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
( h1 R7 L$ \, L: ]9 V5 m4 L0 I/ X# q/ o- L
“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) h! v8 N+ S3 ^/ Z/ D* T
% G1 z' w% X9 c% a# ~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?
/ A- n. n) T5 [2 D8 n( o' _7 j- J' K8 I. A* L
) a- ?- @9 K( X7 _三张卡片的骗局
% H6 _, C& a4 p9 x S) T" `8 H+ C, M& m+ b7 [- u% @+ M1 Y
5 J" @2 O+ b. s& s& r& ~6 k* j3 v- S
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
3 D, R6 |# S. I. t" E
' N" G+ U- y6 O0 a! h8 d# q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. }1 R4 o9 P8 L" b" w
9 E# z# o9 f. E9 a1 Q) k
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: O* J0 S1 [0 `3 t& k+ t6 x# z2 M v/ h2 w" @
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。" @: H* P7 M$ Y" A
5 N! F k) X7 H9 x t9 ^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5 i3 U+ x1 q _$ s8 M
/ \3 u2 G' |2 _) n0 f5 S$ m
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:
! O* V1 k7 x- |( p9 g) i& z
+ ]2 \, }% i2 M: x1 Q
" h7 O# y7 k1 L3 P- H
, r5 v' `6 E( }- E6 b6 Y# i( }) t1 I4 ?6 N
7 p; ^& a7 y# g& ]; `! O& \- O' 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
+ {' f$ l& u0 J1 {$ K& O" n5 [& `: o* U4 U+ _
的情形占了2/3。
' V9 ]/ J8 J! c/ k$ J9 { Z- S6 \8 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+ W5 |( b0 R- e9 {; E, V
, ]5 E7 W: T6 ]! d% l: O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 _- v; N N# [. [0 R7 _ L4 _$ v' K" H) C; ~( k% T
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)1 B$ A/ t7 ~4 N! d1 o
; g. M* ?1 O$ D" z
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
* [# ?' }2 [; m# E' P. l" i W' R. I9 @' H9 o2 X/ s% P
如此不平凡的黑桃A9 c! A3 v1 R! t* N8 G. I- o0 m
1 r; X a/ L& z& _- i3 Q/ {7 y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
2 G, u* l8 l9 {; Q/ F3 V4 ^; p; W" J2 o M2 M
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8 ^; s6 z7 n9 m+ @1 e. j) S6 ^
$ L/ ?" z6 T6 s: k, 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, u2 r$ q& m, j
1 P0 X" C& ?" i8 x2 K5 ~
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! o# V3 q2 {7 e2 y. I
$ Y; y& c( l4 H: t# b, m0 {还有没有更多的A?”
) i( s- M4 \6 F ^
& i& t& R8 J) j9 d& E5 r* z! {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/ r c/ I4 R; i/ M8 F' A# Z* R
: t2 y3 U( I$ K0 a7 ^0 s0 G
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧: l) Z6 f/ G; f2 `7 c; ~
2 i+ a7 v6 D3 n! o- J0 R
没有A的情形:C(48,13)! L& _* g* X p* `4 \, m9 t
" Q" ?7 D5 Q% O/ W9 s至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
, V1 B. L, L2 w9 @/ ?: M4 w3 G9 o
/ `; O) h# Q+ A2 u- ~$ W恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
: [2 W5 a4 O" A3 d9 {( _6 _- }/ J F% J& k" d
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)5 C5 o/ l( U. b9 l7 N
0 S, }# T: P7 Q$ D0 t6 O6 Q( ]0 H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:
, M" P# [+ B& z
8 p% L* N/ }" l2 F; N5 i$ i$ c3 @P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/! `* S- T) I. j
(C(52,13)-C(48,13))≈37%& T) C6 D6 E* u+ H1 @1 _* O ~
! p0 Y4 M# T& ]9 f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
: C( p% o/ ~+ x+ k, r; I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,% \$ G' l- b8 O- c2 A- m! a
" K& t: ] h* q+ S( s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:
7 n$ _) v3 c# N4 I; i* B( [# T( e" A- J% [# k
有黑桃A的情形:C(51,12)/ {6 D, g6 Z3 Y6 S) y0 K4 |5 }
, Z7 l, n8 Z& ]! S$ G7 c( `
没有其它A的情形:C(48,12)
" Y& M1 \* r) B5 ^8 N8 d9 a
' F* }% v& m2 M" N) Q2 ?2 U2 `还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)8 c! O; V5 g5 _" a/ a% b
( {. h. _" v {" @事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
3 z. n. D! Q4 C, {4 d7 w% m) K
/ [4 J. R7 I: y+ wP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
* K4 |. X- C2 g4 x9 z
8 s3 V& B" c' u: I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4 b0 Y4 Q9 h3 l% }- s
5 D0 i" E& Z# D' r3 X; [, O
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
. Y9 i& O( \5 @1 V5 `4 H, a d2 t5 R% \
' x9 {2 t4 \& d. I9 O你是传说中的死理性派!
, z/ Z" q! X4 D6 N* S/ p
0 L' ~3 S: j6 Z
' _- G" i- O0 K( s, F O4 D+ [7 m3 u3 P+ m2 S: {/ g4 A
" k p" V% h4 S3 u9 I/ N7 m: X7 R2 o. x. _9 H3 p8 S- i
- Z% A$ G! u+ k# r$ \: H# a
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