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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 : h! P. `6 d! W+ G
D ]9 J4 x u. d) m W+ V
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
5 U; p! U' I8 K6 \2 O' X- e3 r( _* B' l* ~' w( G, \
(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' z) L8 W( i u+ w, a
- V, [" _$ V3 U; c: M) [2 l
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, o$ i3 `4 d4 L: n
- Z' k; i, N) S! R- O9 P+ M$ v( W
就算打赌,也要精“打”细算。
/ `9 ]% e* `0 U9 J3 B6 e. \1 \
o7 \! t p* G, v1 s" Y. e完美的DB
, O, g4 }: Z$ R/ P
' Y+ A! X. s# a; B+ ?
" W6 o0 R; p3 kNBA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。
* _, L9 }/ _% c/ N7 f3 t
; B2 X+ H. x6 T2 b$ n P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' F: Z4 W. B1 i: l2 a
5 u# [+ L+ i/ [7 B
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5 o- {. l/ @0 M, R* V% \- V5 a
* q$ s! A# o V. R
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!
$ P6 |! F0 T! U: k5 x- d3 x, X: O2 ^+ y3 F9 k8 I3 d" Q& {* b
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,1 X( a! T3 z+ f/ h" Z
1 H q: B: W. I, 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
: p2 B. R2 ^$ n1 l* q
5 D& D' p0 i9 a正,就会跟我们打赌:
; J8 E$ h9 ^" c ~' b% l3 Z- I- c! Y l2 v/ l6 s4 C7 a: A6 P
p * x - ( 1-p ) * y > 0% g& ~; k9 }! ^8 F* c# U
q * x - ( 1-q ) * y > 0+ u0 R4 {- X1 |2 I, t2 t
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& ?; H' l5 ^/ Q& z2 _
# q5 Z/ T3 }$ C% y4 K是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
- w8 @+ ^1 L4 J
. M- U: w* ?+ p5 X
v" o4 G9 `/ _7 h: P \. I8 Q0 t4 w/ p) 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, @' {7 X0 `+ X, |" g- Z& q1 U
6 a$ i. L0 ]) W8 F) C6 W6 e. H“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
. |$ }4 u% r0 ~% P( X
; D/ f3 Y! o$ h: c' H ?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?
- u3 ], U$ X5 q, M0 R9 v8 k
; K$ O* e: X5 e( n+ l: F
3 [6 @- K: h( w: O: B三张卡片的骗局/ N8 V( l5 v8 V% B# k- M
2 o5 I" m. }- V9 P
" t! n+ E' j, A7 [0 @- e2 P' H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
! W& a- U7 ~# C/ j( c2 t9 R8 E3 b( I$ k0 B8 P
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8 @( N9 _9 q7 m/ A
7 h f, {/ {: P6 @6 @- \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
( d4 l, h7 e0 U: `: j
1 [( S- }7 b8 E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。9 f8 v: A9 C6 Q' e
* K8 ]0 T" f3 J+ d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 v; j5 p: c" k# r
4 G5 H& P* S N7 \9 W- S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: D, m& u& X- z8 D! Q; s
) v, q" n" T; Y( k
6 [" G: D9 z: M+ g7 C' f
: D& M$ x) e8 m8 t+ Z+ x$ w2 s
) w! V' D K5 S6 O$ w; [
$ R# \! Y$ k$ T3 I6 f6 q. 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
4 h9 D k. a9 z y
2 n2 S( @# a; F6 d0 E% |的情形占了2/3。
% `" V" a0 P" h9 I8 J; T$ p9 x- {8 o& b3 W
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' {; I# R. _6 F) n$ l4 }+ k
7 g. e2 d5 e% F ?
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; D' S8 @" O* r) s
) q' J: M; n5 L. `2 L
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)
0 ^; S: r! U5 F% {+ X0 n( v, J; w9 [$ N" k# \9 G5 |
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。) V: e5 c" }3 m. M; x5 [
: B8 b! @4 e" q8 D* B如此不平凡的黑桃A
$ S) n7 @8 Y: i; S
2 \; h+ ~& t$ n P1 W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
: I% t5 _9 F) r* e, T/ P6 R, h2 q6 W- l4 M# j% u: X9 H0 u6 b" S
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
+ b) P# s$ g4 C, ], c) Q4 c! ~9 q3 W$ r7 _8 P5 y8 B
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,* t& n4 m& W" N& Y, k3 q8 q6 g5 J
0 ]4 P" J+ t6 @ O
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
5 X- }7 N J f9 _% [, y n: u1 G3 D4 h8 V9 i0 q7 |
还有没有更多的A?”
. ?5 T4 {; V4 m# Q
' Y0 V5 \" y- E; E8 S) O* J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. M! Y; Z9 E" V5 d
" B9 j/ M1 w# c9 j5 M6 Y/ e& g不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:$ O! G9 ?, j2 p1 a `. d9 {' a. b
' {3 B- v. p& @7 _, d( [: f+ V1 `没有A的情形:C(48,13)( [) W: o+ u+ S' j& {
1 Z( Q8 ~6 L r/ f5 x至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13): y' e8 |/ i- y; G* S2 I
. V9 ]2 I7 ~) i, t$ p
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
- Q! w& A$ a# G1 I/ A& [9 N1 T+ ^% q$ f# V5 y# F
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)9 ]) L1 Y: ^+ q, u$ y1 k+ w% Z
M# w$ E5 `7 d7 J: ^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:
* }& b" f y A/ |0 d$ {
& j9 K# J5 |) }0 g. tP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
* t* d: ~" c" j& E; e% P* g2 s) |( V(C(52,13)-C(48,13))≈37%* d4 A) O4 ]5 s/ a% S
, K* y2 F0 c/ m9 V# Y4 Z7 I$ A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2 \0 A+ ]1 l! y! ?( B- r0 Q' ~
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,$ z( U+ W6 t j5 u w- y/ X
4 J6 R! i+ Q/ h4 W7 k' m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:
% Z g1 d. y2 i. ~3 j+ A4 w* p# V& Z. W o5 w
有黑桃A的情形:C(51,12)
$ x: Y' A# ^9 B3 q. A" C6 l2 I+ I8 a; \
没有其它A的情形:C(48,12)
# d- p' e. f2 e0 ]3 V: X9 @1 c
' h1 p2 _/ W8 c; r' s% L还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
" K. g) a) q& o' |: [1 G
$ @4 y y* w' M3 l4 p5 v事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
* m! s5 I: |$ o) \9 n' k; _5 w V! U% p$ ^! L+ t
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。8 }# t( r7 Q9 U( d# A$ ~
4 v+ d0 q6 c: 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
: `5 @) e9 s6 T* B. a+ L2 d. i. h' [6 G. B B
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! ?1 H# Y) `' y# y# N" M: m
, l& o1 F5 [6 `/ N' Q ]
你是传说中的死理性派!
$ H' ~1 _* D- ?) Q+ N0 }! x" v5 o, M8 ^1 t
+ l1 F# C! K- P0 [
' {- k; J5 u: d1 h- n1 t0 m+ U# K- w& } }& t
7 X g) c7 J6 }& X: q" J2 z' B
8 ?2 D7 \. k9 k6 a* u# i3 o& h$ n* O- ]1 l& b
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