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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
5 n6 [. k, r; U2 O% b+ K2 |3 e8 b' r" \2 R6 U3 T' M. W& S! z
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2 p- }2 M! _, Y U: K% m) u
# M0 [, L- N, V: K+ V% C(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
A# s/ C( {/ E; @* Q; l( J2 n" Q9 l, Z1 i7 [4 ]8 {" t$ C
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,* J: w8 n! ]$ Y4 G1 j- w' I
$ L' }2 R/ f9 B' V+ m d就算打赌,也要精“打”细算。' g3 _, C0 R3 B8 |* j
g- G7 F& w6 [完美的DB: @7 O" a7 c2 r$ B0 U
; B2 E5 `. L. C; c0 `5 F. B4 c8 O7 q
; \: L+ r% e6 x* d9 W7 K7 tNBA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。4 ^( m" B$ T6 k0 \4 T! m6 l% J/ x
7 J5 k1 j3 e; N' J5 r, q% ^& N
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
! A- ?' J1 }' k. R, h* z9 ^2 }/ R3 \' @
7 @" t, q) B# W/ X9 W! X/ U2 ^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
9 Q; B( n- E+ w2 \7 g6 a" o5 U
3 N& a$ A# n5 B: W* a# n0 }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!5 h, c* v4 C0 m+ x9 u: s H
+ e3 e5 _, |$ }) G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,
) y, u. `! K6 r3 Y0 L+ e
% {0 J( ]1 h5 N4 R% S8 ?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; ]3 d* d r4 E; i* b0 O8 t
& V+ h2 w1 m; _, u1 ~$ a! U/ Z0 W正,就会跟我们打赌:$ \6 |" H. l- m1 Y$ U' ^( U: a
" v) U( L& d' k
p * x - ( 1-p ) * y > 0) r# t" O2 |7 H- C# `
q * x - ( 1-q ) * y > 0
8 f4 v. N& K( e8 b1 t3 N" 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
6 ]$ w/ {& x5 ^, Z( R1 k& c: f P" B
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:( k4 p% |! f% `, v+ ?8 k
0 d" q Q3 |7 t0 z3 \# D& |. o6 f. e2 \4 H, M2 }
( C' p: y; s% r0 ]: 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" v \5 E5 g# x' E, ~
) x" @2 [* G) m- W X“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% E- E0 F, r8 S- p
; s& \6 I% @6 b. b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?6 ~; j' \& o0 [
" h/ } j% Q- O* H& X" `6 S5 p: ^0 x6 Z: ^. T! M
三张卡片的骗局
+ S7 E3 P3 Z. K9 _; y
( i; a% I2 C& \4 N4 u
) `9 N$ F. h( n7 w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
4 j+ P5 g5 ?" @& ~$ E6 A7 }) Q$ E. O- a5 D0 h2 g
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
+ }# a. I- h- }
x4 u+ l9 A) i5 i6 V( i2 E& r* R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
& M+ p$ ^; n9 }% @
- h& j6 T! I; c* S8 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。
e; J" B/ f ^0 w" l# U$ v4 r% G; N1 D4 x/ t0 x0 P$ L& m
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* d2 D/ A( U( Q4 m' [7 H
. u1 \ ?" p' t$ z' T5 x
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:; m; p4 J: i/ v# X! V
1 d \/ M& J1 h0 C$ m7 b
0 e5 l3 ~- Q. U7 R" b2 @+ t# \
0 D1 G5 p$ h& H3 A# {
5 V" ?( o4 Z- L4 F
( }8 }+ z* g! Z' R+ c0 a; A o
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5 F/ ~6 i, r+ X
9 _) J" p8 d* T7 t- M5 R6 d的情形占了2/3。
+ G& i( p& s3 ?8 v# ^7 ]" J# B
# l! S- _: z6 X! ]& A5 E2 g$ |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. W- P2 i% ~- h' b( y
K. o9 y6 _0 }# x I) 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5 q; W. e0 o* T: |, Y- \' H) m( e
7 c6 Q! W5 }2 A+ x. s
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)
% W# u. ~2 j' e8 V: m8 L
4 B% e4 d, P9 f& K7 R: x称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
. l' X) R8 v' H! Q5 g2 @& D( Z8 E4 l1 c1 l" u' j
如此不平凡的黑桃A# l8 F" h, U: ^& d0 a5 r: f+ ~0 ]
0 x! G+ p Z5 L9 @4 p3 m
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* j+ J }0 `: x$ r. n- K( y
+ Q: `9 u" Q5 O9 [7 m5 j" 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
; X2 [$ v: \3 Q' J- h! z+ {8 {* H8 }) m# ~& C; D
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* O. L2 U0 G0 ]2 K' l7 G3 P# C# a; ~. X: P8 q' X
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
, Z7 i" `) j0 u6 K- T7 O$ p! V' X, |% N& g& q6 O1 u' D+ h
还有没有更多的A?”
@' f& u# R( v3 E Z) E {% [/ e( E) p. m$ r# \$ h" `
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
% L# Q+ q6 f' R5 b1 L* F: F. n( v: W" X9 Z& T/ B, L; p
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:6 G& e9 w" B2 j+ j* T% ^& D
* I$ Y* Y: X3 {9 a+ @" c! x3 q没有A的情形:C(48,13)
2 s- D: O) o5 N/ Z$ @1 {
6 H) [/ N. s; }至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)+ Q6 B0 H+ T5 f) A! c
. s' h9 n1 M* z' V5 D
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)2 b- ]; U; b8 e6 t9 D7 l
3 M* g0 I/ b. O# O0 L2 I8 v
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)% ]# m$ u- G. l$ Z8 c- r: U2 A
/ i; h, A: A% @5 }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:4 C9 q% A s! F+ \# O g) w; B
- w8 f# j$ K' O w& P% v. e. GP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/$ p- e8 O$ B+ o% z. M
(C(52,13)-C(48,13))≈37%
9 @* E9 T3 F0 [" A! f9 \9 Q
' }0 {6 a' H' p2 M0 S6 {2 q3 X" X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: [: d& `1 ^) ?8 [* a
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,( }5 B5 d) [2 w8 J: C* {# X
' Z. H' H3 W& Q& F: }" A i0 e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:% D% z$ p4 v, u" Y6 m
- h2 k$ |5 |9 n4 w- a
有黑桃A的情形:C(51,12)" t. T% `2 a% H$ A
) D/ u& H. F c. ~2 m- o( j( M$ ]4 j没有其它A的情形:C(48,12)
4 z4 H# Y8 r+ N! c/ C2 \
: i2 V8 O& k+ V" N还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
9 @2 I6 y5 a0 K/ w3 L" Z- C7 h+ c2 t6 [
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为: f* t3 d$ \5 ]* v
3 R4 x/ A5 Y* K) Q, f9 H' q4 p
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。6 E1 ?6 M, |: f
0 q( d+ D3 G- M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
- S k- ~$ c3 L7 I0 g( `( @5 q# b5 x) `5 h$ S: b) ]) Y
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5 {# C$ j$ z' w9 V3 h. d4 `+ e
2 `$ B1 ~# p1 ~: {你是传说中的死理性派!
0 O# y$ |9 }1 b. b
- d+ S5 F6 w9 }$ s& r6 Q
" @( k7 m/ _) ?( S4 f3 q+ |0 y \& k' y# v" E" @% Q# q0 }
5 Z( r, s2 q, j; h
; v0 t2 M/ t( w9 k- I$ w0 Z# I! H& K$ t
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