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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
1 Y1 K! x5 Q7 e; z7 B6 }# J
2 W9 ]9 w% r) 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9 P+ c+ p/ o2 G3 d9 k( p
5 U5 J, \) _& S- C1 q(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4 u2 z- ~8 b% D, n
/ E4 B; K. i/ ?: ]3 |# n. f6 V( p
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,
' Z) k# w: \1 r) p
* ~$ h+ z# E& I+ B: f就算打赌,也要精“打”细算。
' l/ G! Z" m2 e3 ` j; K6 R6 R" Q3 e
完美的DB- P Y' t9 f: P& S ~, {% l, }, a
0 R1 b; _- Y H8 |
+ l0 w# l* [0 q- 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。! f0 O' r( h1 e# j" n! _+ f+ ]1 [
# ?" i5 N! {4 q# ~8 o
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
3 ?! D$ k0 g3 f; b7 O
7 w3 c' L. h ^6 n* m$ G5 a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' }0 b( s% ^+ g/ K% K2 D
3 P5 N& w. f% c/ ~
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!0 P1 ]3 Y( U* C' ~5 v2 Z4 Q- @' J# Z9 l
/ A3 C+ M2 z3 h+ `8 Q1 @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,/ g1 Y& W$ D, b/ V5 u3 Z
) r4 E) J7 }* 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
4 a7 A6 K. ~$ G0 D9 r. E$ Y% Y3 j/ u: i$ q! U4 C
正,就会跟我们打赌:# `, s l: ~/ S) c* k1 ]
6 ]; Z* o: i% }! h; {8 A
p * x - ( 1-p ) * y > 0# x- P5 [* x% l3 w r( d
q * x - ( 1-q ) * y > 0! U8 ~8 }6 o5 h* I# n# _% a
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& T; @, C3 m. G+ I5 @
$ u1 F h3 f2 V) F3 c# U! W是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
' x1 _+ D* {; i! G/ P5 ^0 x4 l7 G0 i' K# A
: \) l3 p0 u' h: |' b
& N/ {3 P" m8 @) L: E5 C/ S
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! Y! i" T3 U* r5 s5 o
1 A6 F) ]- `( f* Z“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0 ]- w" v; ]0 Q6 g
5 ~. ^2 Z7 I+ o; y& @3 q. j. q" s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?
% q: a: d# e! W7 t, n& j5 U/ H) e9 F; ]1 P7 j P+ ~0 i+ F
" m1 d- f! n# N- Y$ k$ i! v2 d
三张卡片的骗局
* R" t! l9 O& U) ^. X o
4 A" R+ _! ^+ \# t7 m# W4 K' ?$ w/ w9 }9 t7 @* v
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 }" T) f3 h9 z3 Z/ v
/ `& Y; P: ?6 ]6 \) {: O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
! c( g4 W: D9 K& Q7 _- [5 {8 D3 e `8 c. p
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7 ~* b$ V& ]2 Y, F/ w. q2 o
1 g9 p* S. Y$ Z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- B8 P! F+ e) n; @. W
8 P! h# @" {/ W' D+ b4 N% w3 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2 ?: d2 b2 R/ N, F' S' {
" @; f D/ R& A% A& p! I' N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:
9 |% _4 Y) D* u/ u6 S* M1 N
% }- B) { R q! _* @" v0 ~9 g
% o h( ?8 v& w. s! r. ~/ E) b5 e, g
. ~8 w6 _& D$ E( ^" P
a7 l% d, [* [' s* s0 r( n3 L' S2 r: l$ j3 e" _7 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
% [- u) |9 |! }4 G- X1 v0 u. w9 o
的情形占了2/3。1 ?- R+ n7 }! i6 _* t& [
9 P* g9 Q9 Q o- Y, a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 F0 A- k7 M$ i9 E& |/ \% d
+ C; K& L, C* e3 m9 m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# k. @$ N9 C5 H' O9 _
0 ]2 c/ k( k& B5 D( _; M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). m( x' p' a4 b3 X$ m0 x) T0 \
/ f6 p+ a2 x5 X. n
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
" o4 F5 z3 j) o. g" m G! R+ j
$ S, ` ^9 F8 b如此不平凡的黑桃A' |# R8 m. {$ m
+ ^6 R; T) [$ u4 @( }
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
( g9 v$ z4 S f, S/ u- D" r3 `3 Z0 J; ^1 i* L, f
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* ?# Q' l1 x8 u) B
6 S* P5 O. M2 f' M1 P
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,1 j8 x- L3 T0 z* [
% U% I1 ^! {/ d& R5 @: w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
8 t9 O/ b& K3 p; Q4 a9 u2 b/ g+ G+ d& O, {" K' C# @" h9 Q2 F, s
还有没有更多的A?”
$ s' U* m( J4 g; o& b7 Q8 i# d* v/ u
, H; k9 P; d! g9 [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
4 c. y' Q2 ], u. d" S8 G/ d- Q3 g: l7 I3 ^+ V
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:- h( V/ w) w# U/ z8 v7 A; R7 s
; t" R: E# l8 ?! s$ b% D! d
没有A的情形:C(48,13)
6 p" t9 f" \" L2 n- F7 y- K: \0 X( C; z8 x
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
8 v) v, i# F. ~# o
" b! q% _8 V% N. A" ?恰好有1张A的情形:4*C(48,12)$ ^; q# Q% C! o3 {" }
2 |9 {- @$ Y; [0 V7 m# Y1 |至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
7 V5 j9 y0 p! V# x2 V3 X% J! R1 K
. m. |+ N M; d/ _+ w0 C1 o+ F" c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:$ ?! V% F* a# W# L2 @
& s0 a+ {8 Y) C9 E6 X) aP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/, m6 M2 Q3 g, ~; ?9 x4 f
(C(52,13)-C(48,13))≈37%
" a) U2 x, J. J& ?; }$ m9 \3 D2 d ]9 Z( c+ ~! {
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! w# I/ |* h: W% y# 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,
7 V- q- G' w! c: m
/ X) G3 j2 M- a! E5 W+ 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:3 @( F" b( S6 [8 k2 N, v3 B0 v
. }7 p5 U. ~6 j/ T2 I有黑桃A的情形:C(51,12)
$ ]; s6 r$ s+ h* J. A7 w
, q/ O( K* n5 q0 P没有其它A的情形:C(48,12)
' v s7 \+ e5 w5 k4 u
- `; C! W5 m+ V' `; N& M9 f还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
- s) c3 q1 s2 K7 c& a1 l; C. x6 o9 r! B' u9 F$ @
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
$ V! G5 |) i) a3 [, \
* f% C. n2 Q7 q4 P( SP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
: c- [( g* U, T _0 e: q; S, B9 g& U! a& D" z( `
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 l" H. y6 I/ [6 m+ n9 U/ Q1 `; |# G7 e( g$ X$ l9 E* Q. |
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
6 F; ]( K# m+ G; u# U! n. g, d( l4 P5 S
你是传说中的死理性派!
+ M V/ c K, I7 b4 g2 g' i, R, w9 k2 [: r
1 B3 e' H+ H# F- u. D! C3 {/ ?0 X
$ o; P# C1 Y' ^. o
. h; E b3 ~& T( ^1 h
0 c* f$ C* C. e( E; T0 s' S/ T; Z ~: a2 q3 K. W2 e4 I- I
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