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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 ( M+ b1 r1 V6 F( g6 g$ y
F7 k: |5 x- a+ m) v: W2 r! o( G
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
# o! n [) p' ^! E! P" Q/ p9 T/ L: X
(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, i9 f4 S2 J" k4 z% a% P
& n1 e% v) t3 I1 F* \+ L( 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,
& m1 S2 k h3 n% ^4 L2 j
" ~# R0 S ~- v! v* b就算打赌,也要精“打”细算。7 _$ e. b* [% b# x9 I
+ D" `0 ]( I. V! [
完美的DB+ e) `8 Q& R0 m
- ?5 U: c5 M3 t( _: E5 \+ @0 M, j+ f. c
6 A* H) B' k( c3 ^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。1 o7 \0 b; M1 U k
! u9 t w" t; `
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
% S+ a' h$ O% F6 _1 d: K3 M2 h# y, p0 j K
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& m& k1 h6 r, U; T. Z
% f9 X, R0 c7 }' |, \, a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!" h# V! N, X! _
6 J2 L0 r! c5 q+ J7 {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,
' W0 G# X s' u( o' c1 w/ z4 p2 Z4 z9 s' x0 X2 C9 t* [
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
( K& K" u3 f" x! ~' R4 ~) y1 v! U% D' u5 c( {: r- X0 k
正,就会跟我们打赌:
) A$ K {7 L: z0 w8 }9 l/ _( ]" ?7 s# g$ g2 o2 U) g: ?7 a+ L
p * x - ( 1-p ) * y > 0
4 w% R( v7 f, n. Y5 Zq * x - ( 1-q ) * y > 0
& N% ?' t# ?0 R( [) @: w' P1 H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
: e% C* X7 x" U! `/ k3 g+ H5 z: d
) a( k, F/ {8 x+ f! b; }% r是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
' e9 K" D) C; O1 z' p$ W t6 x1 F. \* [9 ~2 S, j% {
9 H$ w8 V( l" z f2 Z, X& K5 x$ ]
* G$ y7 ^/ F' \7 r9 e% L* ^2 X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1 U" Z1 P. A/ t+ U, w
& N/ G6 R# Q6 {2 h) M3 B
“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9 [9 D0 e e& x: `* ?' ~4 w6 z
$ u f* F# y" H' b* B# ~8 X& C, M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?
/ U: b/ Z' w) L3 u7 @! X( V3 A; y G& D6 E% `
5 F e3 G" ]' S; z: }( o
三张卡片的骗局9 v$ }4 J# [( y& h7 j6 s
8 {4 B0 [- G/ ?: b [
6 m$ E5 D8 X G8 z* D) j$ t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5 v4 w9 W% r1 T
; Q' G9 d9 {- I6 J- S7 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
7 K4 x; m& }. m" P# L+ M, c0 W7 A: [/ l* C
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5 H% _/ b" M8 j# Z, A9 }( A
# |9 u. }3 y. V& i q- u
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。
$ t7 ]) A3 K8 G( I" {* N. u$ ~
9 `3 L$ Y% I- K7 `* q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
4 e+ `: t) Z+ v2 f: q% d* I5 ^; \' N0 V7 k0 r
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$ M1 Y* O) P& o# ]% g5 M
( K2 L+ J2 j. F6 _' T' a0 h' C0 Y' Y; A8 d' @
# S( \" E" [( Y
" ]- H+ i7 e! G5 y7 Y
$ v$ l$ p" V j- S& M, 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; V' a' h! q/ N$ v6 }
1 d, A( m' w5 p* V1 @6 G# S的情形占了2/3。
0 S5 j) |. H+ s* n( i' H' V8 o; u2 Z
- X( H2 K- u/ }7 d' L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
9 j% l- w" O! N# i! @0 |5 |: D, m3 R% B0 D! b5 @. o0 w
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* _- ~8 ~' \7 P, R2 Y! e
. m& ]% [ H3 @2 N. a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)9 y% q2 I1 s1 N
* [* u; l7 X( @0 L0 @+ v
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
% J, g+ C, t/ h2 _' H; d; l* @/ F) e3 Z/ P
如此不平凡的黑桃A. g" K1 a# i4 f" k! {
6 F$ B3 x1 H; N9 d$ L. ~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+ Y5 t) t9 L. k, w+ b0 Z$ h1 b9 q0 G
1 r" T6 [. k4 k( ~# _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
( f$ l, }0 P- C0 b& E
8 F ~* r" W% d9 j: X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,) M( G4 j! q2 Z7 u- c+ J6 c
+ A% S9 E( \9 K. S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 Q2 [% n+ H/ Q, y# W; `& U; l8 T" d
还有没有更多的A?”1 b8 w0 J: A% ]# G3 d* }' E
1 ~. r5 |3 Z( k4 B q: 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- z* |' y2 `" R
9 X/ Z2 [8 Z* l* W2 o不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:* j' B! `0 E9 {2 Y& i: d
$ O4 c/ |0 G: |) M8 c' k
没有A的情形:C(48,13)6 o: Y. m0 D2 t( ]: C! X
' G3 b) }2 T* ~4 h, T8 Q至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
`9 K" M) i$ Y* Z8 V" g$ i5 F" e) g) V: q, m( o
恰好有1张A的情形:4*C(48,12): n( f* ^) n2 f3 B
. k, o2 G z$ o! W: i9 Z
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)6 S% o# ?; \4 l: \6 c6 D! m
/ O8 o% l. {, n: Q0 [
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:
g) x7 T" v6 ]2 H h) w- K) S
: ?0 f5 m1 Z7 |6 ~P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/. s, d2 t. i5 `$ A& _/ n( M% x$ c+ O
(C(52,13)-C(48,13))≈37%7 J2 X. F( I. P" k) f. n8 V1 U/ N9 }# s4 x
. T* Y q7 W7 t/ L$ J* m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/ k! V3 m# k4 e5 }3 p
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,
6 j# ]0 q B0 I# k. R" ~: |2 p; ?8 p( U6 C1 ~* I, \. G
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:
4 y4 n3 U% E) x
6 N5 \% k: r* \/ N! u: {有黑桃A的情形:C(51,12)8 X, V- T5 L# `. K4 D% D% M' _
) W7 X2 M. }: N" l. q# c没有其它A的情形:C(48,12)! c; }6 k- d3 g0 o; O& j; R: `
( [/ P, _( B& w1 Z
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
3 H# ]6 v: U% g5 r6 O
) d6 {$ ~6 |& Z }事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
. ?8 m' H: I/ T
u- d$ q: D1 t! e( D# a8 e: L& lP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
7 Q. W$ K3 l$ n+ W% \* ]8 C! y7 R8 f; G6 W4 P
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
" O. k) E4 [; _; {
/ p; u* G; K) |) d6 l2 `% J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 ?2 @) H' ^8 C5 V6 @2 M
* k; p1 U5 R7 c/ ^4 _# P你是传说中的死理性派!3 H& F9 T+ k+ [) k
g) d" t2 q2 a/ E9 ?4 N6 f
* N ?! s' ]6 i& |0 R; c
0 k5 \0 w3 d" C9 [& e/ P5 m) z% T# e* Q" o& @
6 ~& o& }* `! `( o
( N! q' o, {3 l% a5 U' o' h
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