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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 1 f7 v% s6 [; J% t; a
' @$ X, u7 Z$ x& c4 D( k
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
. H( q' P% l- l. e1 O
8 \ \6 [- e' Z/ o5 K( c7 z(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
. j( w& `2 F% X1 ~4 E# r# T2 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,
: _# X3 v4 t' e& I% x( x: V
8 c! H( ^3 V& c! C: j就算打赌,也要精“打”细算。( s6 m! c6 y4 \* J5 W
: f( C) ~ T Z2 x2 U1 s1 b* U1 n0 L
完美的DB: H3 j/ \4 _! r# [. E& J
1 k, s; b/ z7 H1 `( U; ^
1 o: T, }7 O+ RNBA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。
- Q4 j! ^# w: f; v4 m5 E1 A0 V" \% o$ S3 R
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" W. A8 u2 v% _% H. F8 O' c3 M4 \
, S) B- T& x! d. r0 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) O; v: z; F6 R1 e& } f0 @
4 T# m. ?6 T6 a3 y k6 j5 {$ \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!/ @/ s. L$ u; V
& @7 ^- m: Q" O- k
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,
" J& a8 \( O2 D' W. H5 H% |, A& d
- q% m, C$ S# q1 O& 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 _' m6 [3 \7 F. @
5 S+ c. N8 R* v% W/ n& y3 M正,就会跟我们打赌:
3 N9 h& _! f+ G
: _( ^# y8 `+ o1 a E1 t* \# Fp * x - ( 1-p ) * y > 0
2 E- G( `9 f# W; w! J# ~6 Rq * x - ( 1-q ) * y > 0
) u5 e' U" ]/ N* f3 W# ?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" }5 f2 w0 f7 [. y4 }
1 W6 H/ a8 X. R8 }7 M是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:' N x- E, p* i* O
& |* w& M7 r& w4 C- h
* d- J. a6 K& k ^1 T# j' Y0 g, m2 y) ] `
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: k6 w! T% R$ v. C8 [
; c+ G4 g; J2 d' |“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
" _) F& v! t- t) l% y0 e9 F' `# i& S2 g9 @- t3 Y
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/ o' w& ~) M# E- v7 Q& h
; i) y: L* F5 `" b, M9 x3 z. _- v
# t5 s/ s! g9 `5 x( @5 [. p! `三张卡片的骗局
/ k' j9 M f n5 n7 e+ M
; b! q7 `4 t- u4 ]* h
8 r, a! ^. j: e4 f1 m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
2 ]3 g& ?7 J- k! s; y5 F9 J. b9 u: U/ x$ Q5 B8 c" J
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" K# y g' [ R3 h( b7 G
( J0 [9 T5 L# Y3 y9 w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) K0 [+ w# D) I' p9 _1 e. J5 I
5 Q& r2 z0 q" K& v m$ s4 p0 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。
$ @* s" M8 S9 Z) _/ q' p# Q, {* |2 F: ]* t# X
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 N) B5 r) {* C( e
7 b4 v& P- G( H- T1 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:
" i- g5 C8 Q4 M" s! @4 ]( b- a# Y0 k; S- o8 S7 H
4 P+ i7 F& a& j
5 |. o8 F" g- u0 Z x3 u; M9 f5 g3 o5 U4 ~" K% k
' I7 i0 ]" L" @. V1 W& S' E
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, }7 a9 z, k7 W- A+ C+ I: m! k: A" ]+ i6 {4 N7 @
的情形占了2/3。
0 @7 f6 n# a9 j- h
( t% O+ V E6 ]7 P% l# q3 L1 Y: d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/ e* U4 T1 d9 b" V7 K$ d
, D/ Z: ^0 t3 j
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9 z( @1 X' t/ X# h
% E( }3 F* R7 A* M) Y* G4 w+ Q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)
4 ^) r) M/ O3 z1 A
3 x. L$ v' U E, w' k l称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。/ q- R+ f, W: M; _- o, P
& V: a" t( d: @$ K: @- g9 Q* ]2 b如此不平凡的黑桃A, r; n8 f( x' C7 W) h. K; |% r2 ^
& v$ n+ m" f& _/ E) I6 C2 X O( v
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
, y4 f3 q8 u9 h0 x
+ a9 |) C7 `2 ~/ g4 }' E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* e9 ?0 @, G% Y1 {9 m3 P
0 `# C3 Z0 n& z! [ E
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,
$ x3 g6 W: Y! L; @7 m! T z& ^: f: L; _, x* Q2 n* C
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
! f5 v# H! [8 \, Q* c I4 U/ z" x4 u7 |0 E1 P" F0 T: k
还有没有更多的A?”
& j6 }4 Y; f6 L/ r7 R
8 I [+ S7 j/ j1 K5 B- W' @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2 t' y3 D* R2 b; v
% R/ H- H" R8 ^( t
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
7 w2 p8 U! }% w9 x+ ^- v
$ `) y: Z- u: t! U0 M6 K4 U没有A的情形:C(48,13)
* p/ [. G, s4 c+ N6 y0 F/ ?* d, m% c3 `% V& V5 g
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
! C) E8 J u: Q# V) ^2 c5 Z# a' p( C$ `9 \4 |" \; ]
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
$ I- {1 L, a7 Z: w' Q( |
h! j6 g- n/ y" J6 Y+ d" T0 v3 ?& Q至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)9 u+ U5 Y3 _# b- h' w/ b
7 O$ ?. l/ c+ o+ t- 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:0 m4 @+ l4 v2 O4 w4 h" H
. k6 M6 x8 C" U& P* D _: ?P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
! Y8 f: c% M% b( Y9 p(C(52,13)-C(48,13))≈37%( s4 ]% b, ]4 S% J
2 o1 \8 J& p) M2 _3 d X- a, V
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
0 h$ R* A# n/ }$ T( K) 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,- M6 T0 f& P0 X
# p# _% `$ U. k* a0 d4 K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:8 P; p4 M! v, e" \) B
" o6 q1 {& M; `4 z+ H9 b O9 `
有黑桃A的情形:C(51,12)
$ s+ {& J( g, H1 E1 J4 U$ h5 K% |# L& L
/ r: A; m& x& h5 u. Y @, O7 z没有其它A的情形:C(48,12)5 K, x. Z: S/ T6 ^) t9 r0 u
K* c+ g$ z1 B ]) {2 ^4 X& L) ^
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)( m! j4 E: `: ]; H$ Y: H7 ~7 w
0 c6 u& F7 n. M+ J- t( A. e" G事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
1 L3 @2 u2 u F) I( G
, V* R$ N" t! V) |P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
+ B7 N5 K) P1 {. \- F u5 F) D) I% V& \% e
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 f, x4 y0 J9 A s
4 f3 @5 e8 _+ l/ R( M
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7 |& Z% u k% O, @+ e- _! m4 }7 Z
$ U% b8 j, y! J: a. `0 ^$ |
你是传说中的死理性派!
- S a, E- A2 L( R; b( O5 K. e, I: N
% @- W. S( E* c3 n6 |7 A+ n
% e- r8 l' ^' n1 p7 d6 H5 a# x7 b9 l. c) ?8 [8 e" {7 `
. d2 @& z6 q: G) h7 F6 b
# a4 j* I3 P, r" Q1 b5 r% t' w" y; V& G, U' t
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