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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
2 z* D5 y8 ^/ s( z0 h
g" p4 u8 O$ V$ u+ k5 ~ 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
6 k" b# }, F1 _( @# q$ \: v, b3 Y9 \( z( s9 u6 E- F4 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
, U- o, z5 ]6 [, i
! }4 D8 B. `$ m9 \% 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,
- W; s3 c! k9 G8 g
. t2 V+ M; F9 n# r# M就算打赌,也要精“打”细算。
# v6 d$ o8 a2 ^& v" ]; x* z" @; H4 [5 r
完美的DB
9 P/ t. y. V7 }. s h _
) i9 L% L- g$ q* c
( M4 W8 O6 U* l* p) B$ SNBA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。+ a( P6 H# v$ z5 ?$ `9 t
7 p. \# l* X) G2 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2 ?0 {9 V1 Z8 L! L' g5 A
: M3 {% Y. g2 c5 S; t, f. t8 ^
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
3 D( z. w- S0 p) |; h1 {. `1 {/ Q# x
" s. Q e8 l4 n( ~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!" E1 f* i' W- r Q4 |9 M5 a5 P" n
$ [! l- S. J! t" 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,( ]5 K* a( s# |( P1 K( d- M! y
! a. @2 U! G" H% Y4 b# C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
t- O; Q9 @" k3 i5 q. r9 s& N' w+ Y$ G5 T. i7 ]
正,就会跟我们打赌:. S$ W: Q8 v8 C5 a8 l* r% b
% r# h+ h" q# i; H1 |/ b- k3 ]* pp * x - ( 1-p ) * y > 00 {. f9 ^; A. Y2 T9 r% i' m5 o
q * x - ( 1-q ) * y > 0
, w# U! a8 Y, f* ~* C. v: c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
f, t4 Q5 K% w( B; o1 R5 \* a2 {7 i* q( J5 r4 L
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
/ A% G8 Z+ i, v2 G' k1 h
" e- u( m; F( A+ _/ t
0 }' V5 O- t! E5 z% I l/ F
7 r8 @$ U* ^. |% P2 G8 h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8 i8 @) b3 T T& g
o& Q A3 Q+ N+ O) M& M# V+ F; C
“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
7 `- w- B5 A" ]) G" w" O
$ o7 r6 s, J! D+ F: N# 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?2 N3 j3 I' o, w; i
3 O8 a/ E' G% F. ~5 e: Z
1 f* t6 U) A5 h1 r. V6 ?三张卡片的骗局
2 y) x7 f8 L8 H+ O6 L k4 `' B9 M$ T' R( S2 E
# [/ d) o* I7 O) c# 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
, Y5 J7 S, M: R, d- ~8 \
9 {0 s, S( z* B4 Q* U3 z6 G! 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0 E8 ]2 @0 G! J+ R, a2 W: |
3 `. c* h0 k: g% g7 U
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* L7 d& a# w& \0 c- ^$ i' g
1 `3 {' ], ^; N: `5 B. D
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。+ O! W! k# L; C4 t+ {$ G
! y# U$ j$ E6 C- I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; b9 t/ Q: @/ R) ~! W$ Y- `$ t
+ o# o: I, g6 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:
( j. d9 ~6 l) e1 F
% j) P: g; m/ H+ b* o9 ~3 C& s8 y: r" s- d% Y& U
/ I0 [+ j) i; b
# z j/ o: ?6 H$ k
) J; @9 s$ ^% ~4 a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
; a! e) q5 D8 _4 `# `8 e! f5 a/ {3 `& ^1 ~7 Z: v8 d1 ?% C
的情形占了2/3。
/ ]: [, A8 I& E9 d7 \
7 Y/ A* M9 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
* X- l8 Q! x# ]2 v) X4 P
; a! q+ p7 f9 N- H8 S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# z: W% s$ P/ X5 a0 j& l6 D9 N9 R' p
$ C6 X7 g) u" t3 y: D9 ^9 J' ^5 J$ h
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)
. y7 m- C2 `/ ? |+ y$ i2 Y" o/ g9 i' X" \1 R0 `
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
% ]; R D" S7 e x! a9 a9 k+ O' y9 d
, ?" S6 c: m5 C* A5 F) ]( N7 T如此不平凡的黑桃A* ^/ z9 h) [: m5 b
' \- D$ Q# p; c7 N3 q M2 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% S2 M; {( |1 s. v: I! q; |1 O9 u
5 z( q: |, R s9 ~& [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" t" j6 {5 {$ x, {
; j. d' B; m( K6 E5 F
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,
- o' w/ I( D8 R* d9 _8 d- W, q2 Q* g2 m2 a) V/ D" p% [" q
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
- b5 X: Q/ L- @# D
5 G& f+ d2 D j* z/ F8 e* u还有没有更多的A?”
# `# a) M9 w) b0 Z" I" K5 a
& a. z3 \+ c; \2 G) a8 @( T' F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1 s0 T/ A% x5 d2 M' T
2 `+ |/ q/ I8 Q" g o9 |) L
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
% m3 M- ^2 L( W# ?
* ]. a# J5 H5 ?1 G/ \ \没有A的情形:C(48,13)) B& \# H. h2 B: C' b
k& g4 m* P3 v
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)4 Z9 Z! U# _/ p( X
: h0 S- P+ V- h; z4 x6 x# ^+ n
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
: j: q! E- W- ~5 a0 T7 ^: y: C/ o$ } u! [) ~9 c: e
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)) ]4 r% N0 r t) `0 L- M
: p1 u! P5 }* C6 ^8 K- d/ M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:) L0 z: \ V3 d* r
2 u" f/ ?) d# J7 {* G
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/3 W" b$ u; t4 l) S+ i. w6 \9 r
(C(52,13)-C(48,13))≈37%; S- u7 b, r2 R$ s1 l
7 m; Z" Y5 ], o+ q6 P7 C/ r
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( b( Q0 Z) {7 k H5 o1 B
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,
3 F& w) b# M5 P- k+ r! h$ U* j: D
( ~2 g6 S0 o: H/ g& d8 C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:# M" i+ @9 W" [$ q `7 \
4 V5 X/ j, @! K' u |( d& ]: [
有黑桃A的情形:C(51,12)
) Z" i i1 `' y1 E7 G% Y* G) Z4 L/ N" `4 p/ |
没有其它A的情形:C(48,12)7 u a: q6 e9 [. G! ]4 N+ a( E9 ^
% I# c9 A' T2 m5 {& U; Y5 |' W$ I还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
1 B2 J7 {( k; R% @# W- J" E* q; f3 F, X/ ]# J7 i* \ Q" V5 I" C
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
: F1 a5 \, \1 J; Z' V$ B
( C% Q6 [5 K2 K& I: |& G, x" [P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。/ |: L% O; W" V
& S; n$ r2 w1 R- x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& ?' M9 v z9 r# U7 @' A
6 F; m! A7 P/ p& G8 [9 k$ p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 S+ B( a) g I9 q
! ?. b% a( ^/ q8 s) V' L; m
你是传说中的死理性派!2 U9 N9 D1 B8 q
/ w/ ^4 d( L8 r6 W' S. ]: a
8 Y' `) s4 E+ l; ]/ F! S# f+ V1 G4 v$ k! s% g- w0 o7 T$ J
( O" f" [+ F' F
8 d7 Z! N m s6 I0 F
. Y. k, ~3 X/ b- n6 V" K
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