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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 ) R( C# T- Y8 d5 S' g
; |3 ^4 D+ \5 H5 i
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
* q$ x7 A8 q5 ] Q1 [9 \: ?
v% G4 w, c# z7 D6 \5 ], @(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
; x/ m, W$ \! _8 W' Q7 O9 c- l# Q0 v4 h0 O$ R* T) _, X
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,; O3 ^$ W1 p5 X) Y9 P* V
5 U4 v$ y9 |7 x9 f
就算打赌,也要精“打”细算。7 t5 @6 F8 c( q5 k
! V* G2 p* m% \% [" D& ^* B- y完美的DB
; T4 D1 G; }6 ^: ?/ M- w- S$ a& J0 `* q! @7 D1 }8 A
/ z! M/ r( K2 h% y) X
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。
! b5 |) a) Q1 x& ^# F. h8 \+ R) T+ z/ o' C( y, A8 @$ y
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
4 l K. y3 q M6 x/ u3 \9 o& c
4 e5 D# u" E/ ~% U7 y( F5 Z! v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
/ C. M1 @5 B: W) h9 y6 B2 q7 O: f, ]/ b
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!" q: \5 T; x; C% z
: E; ?7 n5 K: g- y- R2 Z' s
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,6 M5 f- `4 P! O8 T6 R# ]9 ]- x
1 i1 U2 L5 F1 B' l' Q: G" Q- n5 I7 w
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
& d5 c7 p _& B+ R+ d, _$ J
7 [& @4 v/ L( a正,就会跟我们打赌:% Y; O+ F' J# z$ p* v/ n
# {2 N9 N$ y. m# b0 j
p * x - ( 1-p ) * y > 0
7 K- d- _* n( \7 E4 oq * x - ( 1-q ) * y > 0+ m* v0 q# U; E0 x/ [2 @* w2 U }
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
; w0 @$ S% ]- T- A/ W+ Z/ @$ W$ T5 Y+ X; {" ~ ?" D
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:7 `1 ]& I- g$ O: `/ r+ f0 W
: P4 ^5 D4 z# O0 ~* [
: f6 m+ ~0 R& M, W3 \0 c3 f9 N4 U5 O
0 h+ [: x& i) |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
5 f0 E6 @% E- e3 Y: Z: m2 _$ _ A/ O: z" d7 v+ ?
“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
+ W( H9 t/ Y' b- n5 E! {, M! \, c* [6 J& K& [; e
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?4 X, K& E$ Q0 R0 P
" q4 g, Y$ V$ H5 o
0 y3 x) q2 S. Q& h- Q! t! Z
三张卡片的骗局
% m) G) w+ ~& i& X" Y6 a, f
( m @* U3 o3 {% S: l G. Q3 L5 I
8 O3 E( Y- r3 R# O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
* G o& o l. R
V* f# r% u* _' a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; s! l( P* G4 T7 n# C, L0 {
, `0 \; n/ m/ m m9 J; k( G" ~& 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
8 ^* o! x. A+ ^4 D9 x `+ f( d3 _' I. Q* `$ c- V! L( p, C
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。
! Y$ C( Y- z) Y% p0 g. z: |7 l- `; H6 r2 u4 w+ x# [1 L+ Y
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1 M$ V/ j4 b: P; a# l' X/ t
* O# H# ^- _3 d6 x$ q
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:4 v% q: I+ h3 u
+ m# ]. g& n+ x$ c t1 F5 @, U
; Q: n* a1 w6 c1 O$ u
# U% r z6 u# l* {) F" E. E. c: X, U, J+ f* n( W
5 w5 T/ Q- \% f7 C/ X. y6 K
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
4 q2 }& G9 Q* J0 N8 C- [
2 D) U/ M4 o5 K, R的情形占了2/3。
T, y# K+ b- w: N. j
& ?0 ^% r* T" _ G0 P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
% L }9 n K/ S/ c5 B
P0 c" x3 ]2 H* \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
: g2 e& ^# f7 t- {% [ I( j% i
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)2 Q. o5 s" G. @( R4 G3 x& z0 Z
2 ]# p* V) e9 w# T
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。6 @: R- l1 Y y+ u
$ [" Q6 w- k- V; s& m
如此不平凡的黑桃A, |% G/ c( G7 g+ q# z9 @: g
2 w. Z# v, B& W! Q, z
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
4 `# W* P/ E2 T' _- k4 x/ b) [' N$ q7 C! V! o- t3 `9 m
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: \1 r) b. |3 q7 \
+ V1 J. b) {( q0 ?$ m
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,
8 B' z! T. M' u" ]7 l6 h1 g }
* S7 B$ g9 g; j" _2 {) 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& F' Y) \! b" B. C. q+ y% G _
5 ~% `8 }& p* d- h4 G, p还有没有更多的A?”
( l) M4 o* x' y" q% J9 @& F
I8 m9 Z+ n+ 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
/ S5 {) P7 @$ r' O! U
9 @* U7 s5 S8 y. q2 V不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
& D$ L0 l4 ]! }4 X) ^4 S$ |8 }
* c; z" s( |& G没有A的情形:C(48,13)! s2 i" G3 r8 h- M' Z
" H0 x% f: @5 |9 x; y
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
a3 h6 M. e: j) z S: a
4 J: V+ E' v8 C恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
/ r" X6 ~7 a+ a+ L1 W2 D
' h$ ^8 d. v+ ^) W. ]至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
7 y' a. M' |) V5 ^( S
4 ]) G! G; V4 }9 `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:) m Y! d6 x- O. N- [0 ^
3 Y9 t0 D3 x3 FP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/# f6 ^5 |$ a9 ?
(C(52,13)-C(48,13))≈37%
8 A6 z( K! _+ U6 Q8 p2 d0 W: H% S% A% X: F" N" k$ v- f6 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3 L7 W+ o$ U: b. x
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,
! }% A% L5 D; K. K, C% K4 v2 i/ Y6 K3 Z0 ~ [2 A
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:
[+ Y) V- G4 [% e) S) `/ J0 b9 i8 I& A( q: c) g
有黑桃A的情形:C(51,12)
. t# Z# r8 F9 N& @( X( o' `. a/ b
' E% I& d& U3 T" K1 I; p没有其它A的情形:C(48,12)8 \& D1 [0 H( E+ {% ^
9 a9 f# R& ^) Y" D
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)/ q' U8 c9 _( Y: ^5 U
0 l9 p8 B9 t6 ~: Y# P+ w事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
9 j+ D* |- E- m
+ d. t, w& N! ?/ UP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
0 ?4 c0 l% n& r) h! B6 W
5 p( J1 _0 @1 n$ |' Q/ {- [# 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$ P# w+ Y& l- E
% |1 ~7 N' ?+ F& q4 b6 E
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
( v" \7 x) f+ G
. L2 `9 C- u( B& [3 ~! u) _& D你是传说中的死理性派!5 D# K5 U0 T g5 K5 O( \" s
% K/ y/ @7 U- h& R% T5 P+ K
& w: p h8 K% X" [7 C. d
5 \" g( Z6 A4 N2 ]! i7 P$ }# u9 p6 g" N2 w9 U. |
' D* a; M) ]) q/ f
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: G8 f9 A& ?) a- z, ]0 F) S |
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