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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 * X2 ^0 M& A/ S0 x0 v6 M
! v( j6 T2 y" @+ [+ S
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
: c' O7 ~) ~/ D' r) V2 l# E- r1 h4 K V8 _7 c0 ^7 W& d
(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
( @" s' F9 U) X- k( g L. L" \+ G i3 q" \
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,. S& A- ~0 v) z3 l
+ H' c! Q: ~/ u3 V
就算打赌,也要精“打”细算。
- v- Y& X+ b2 u
- T ]" P: H- {6 _8 }3 F1 }完美的DB
" W ~3 y. \3 M" p+ w* B0 q$ H# w* E4 p r. o( E- k
1 F4 ?( m; T3 H% _
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。
$ P, r1 Y, \3 z* L2 O5 B
, e7 u' P1 Z; O3 ]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
6 Z( j% b+ }, `4 ~1 @% C1 S2 o( ^2 { u
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% t- O4 n0 {7 f9 z i* T! `3 q
: {3 y8 S/ B2 C; p% L& ^/ R
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!
( s5 E; |- ?6 |: r) w+ r9 {8 e8 p5 Z* J, x- f
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,
_9 Z `: ]: Q) \! Y
9 k1 `" i* w. e% h8 J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$ @$ n2 W5 s! z; G
( D3 `+ [" t! A- y1 b/ r% V& F
正,就会跟我们打赌:
4 C" v! {5 Q( ]: B' l/ ~' M, ~4 |
) L, i7 o/ Y1 U6 C6 @" d" ?p * x - ( 1-p ) * y > 0
6 b8 X k# ?/ D/ x5 B9 C: R2 yq * x - ( 1-q ) * y > 0. ?! Y3 R( I) s* L
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
' n! P! @7 l! v+ ~! F2 F
) X6 z& [8 A( r" c, g, f) J' y是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
E4 c7 ~6 [: \8 Q# s- H. k
' x) k! D, b$ r5 r. D# w
) G+ z' G! M4 r% @6 n9 e* l3 I7 E) f0 L2 H% z& I4 j; {1 q
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
, o( B- O' ? O) |' C p3 Y4 A1 W' l
6 d5 j" g" M" ^* X9 ~“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
% v. e3 L: V; y9 r& v- u: M' o- X0 u9 ^ \! s2 ~, {& u
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?
' x3 [# C- T, y2 o5 ^) }
; a" t! q) e7 Y# t ^ K1 j+ ` K
三张卡片的骗局
% e5 w! k" c; J1 W6 a3 E; m4 t4 W% a8 x3 Y, s# V7 |
0 ^+ P/ w& V& V" W2 \; s9 R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 {6 H2 {- p7 [# o8 {
; m. A7 C7 H9 c6 C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
* d% I6 E( B! P$ M+ x5 d$ {+ b
- B$ S2 C7 K9 r; B9 q& ~% b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/ ~# `' Y) F' C9 }# z$ C) V6 T
3 y+ L) W6 u0 x; T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。
& d. X! U* z8 O
# O% H3 I1 n5 x2 k2 h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
! }% v6 ?% p" _: ^ E8 h! a9 r$ T0 j$ B) F5 J$ E7 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:7 P' b, F+ W$ H6 n1 X
, K; q6 g" n* l& f) g! \
: a! r {/ N' I/ k) c
$ h! c" {5 T$ m' s
9 s( V( W0 E+ E- i' l0 R; _( x9 y
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
" S* \) a! n7 Y& T1 s- b( ?& a
: t- P, G: X! Y* K的情形占了2/3。7 S9 l0 w P3 q) J C9 D
' i* R& Q% `% {6 I! u* f3 F7 Q" e% Z
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& U' h5 Z9 Z2 q: n' f1 t# w- F
' e+ U3 }5 M9 _ Z% U% L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 k5 G- ^, d: j+ q: j( q! N v' b4 l' U' ~; 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)
, e) q+ O! \; S1 i; v; m5 c! \ f2 N, U$ B8 P" [
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。/ L* l( b. ?$ I u3 \9 A
, w7 {- S5 A# U+ G! i如此不平凡的黑桃A7 O) V7 G4 e- K
: [: T* m' _0 a; q. {1 H
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# M1 u/ Y5 w0 p
2 J# J; @) G% M# v1 b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
/ o. ?7 _+ p9 O+ X) w5 }' l% [8 z% g0 K) O6 r0 z- l: `2 @ r
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,' h; m& D" T# T4 i
' }. d* ^7 y' |0 V9 L9 ~; @: u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" B+ d7 R2 f7 L/ T5 c8 ]# Q! y2 L
2 L# y: Z; P. M x6 x y- Q
还有没有更多的A?”% S6 F5 D; ~ u. ]7 g6 u9 s# ]
7 j- N8 Y$ i4 \
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0 d) M8 i9 l4 m6 f
/ q$ @ [. K; ^3 l不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
" |7 M; a7 p! Q- F1 r$ @5 @
, a0 ?1 Q0 S3 u没有A的情形:C(48,13)$ l% S& D7 d1 ]
8 Y+ v9 ]' w9 u6 c$ e$ h6 ~
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)0 }, y' C- x8 m
# }5 s7 Q5 O Q3 e" Y恰好有1张A的情形:4*C(48,12); ~$ g: v" K, \, ?
2 Y" k( i+ _2 U& v: I1 ~至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12); j1 A1 R# V1 c, S
$ n9 ?$ h6 ^2 D1 `0 q
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:
! y2 x' C/ X3 r2 B. Q
" g9 s7 g) ^0 m4 A& e% V9 lP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
: q1 f7 V; f ~0 m* T6 m- } v, s(C(52,13)-C(48,13))≈37%
! P; @) D0 I6 b8 v" u+ E2 K) J3 E; d& A; F) W- y% c- ] F
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2 y% m& F# [) f* v- n8 N
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,
. d1 t+ c; |2 m1 O P- _, M2 j& e f. j8 t- a$ Z
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:
% h8 u: ]' ?3 Q2 h( N+ m, j4 P6 z2 h
# ^3 D8 i/ o7 A+ N3 e, n7 q: H有黑桃A的情形:C(51,12)
^ I; |2 h: y l; b. `
: c% U2 E/ E' [$ e( v% \' @没有其它A的情形:C(48,12); w7 `# j) k+ c, _6 `" w! I
3 q3 X9 b: C9 L还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)+ q2 v7 Z6 @. A6 e8 k
( ]1 R4 F0 H. X; y+ a- D
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:0 k/ d; G" T8 Z1 P9 _& G- u
& g8 M8 `, M2 N9 z2 V( ]; x
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
3 p6 j, u* F' n9 [" G/ r$ N
" ?7 ]9 o* i2 P$ t g0 s. b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
+ p. `% @7 o3 V, \4 o, l% Y! ]' V0 b4 V) r5 q' t
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
1 L! ~, U: e2 k* W! i
0 z0 \9 U$ b! d7 J! E你是传说中的死理性派!
4 ?4 v5 `- h" M# J& H/ `- m% d: x* J7 A# o) [ ~( J/ Q
5 e/ l# p; I+ t. }! e( K9 H$ u2 J8 j1 Y& O# _4 A
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# K1 Q# t; M3 q0 Q, A' G, t+ n
8 W7 S) u7 |4 X! E9 ]" G& {& c
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