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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
4 d/ n) S( ~* a: h, R' ^
9 s, u9 E5 y8 E1 _1 d 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
) l. |5 I, [( l3 i% t T' {* p( @ }( y. ~! V
(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0 }9 f4 V5 M, X4 p
4 C: J& ^2 `. u! w8 c9 ?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,
1 P% c( I" \& r+ Q) r' Y# p9 ]( w9 n( Q+ F
就算打赌,也要精“打”细算。
( u1 T+ s' A1 j9 t% q
7 ]* g# M7 o$ G# y7 P8 Q完美的DB2 j4 f! x* j/ F5 Z
$ ^$ Z$ ?$ y& T R5 _0 t4 J
1 r& \- Q- ?0 s( Z; i @5 \1 ]# ~
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。
, T) _3 Z4 { L) D# i. ^0 m# O# W7 y3 D) a, }2 k* g
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
! f. w+ `( u: f. V6 E, d, h3 _# ?% b w+ ~3 X" N2 Q
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/ W( ?8 c1 H7 |/ x3 P
/ f) h7 I0 N' z0 V) @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!9 F* o7 ?# f' L; J2 Q
) ^! z+ v# Z) p( D+ f) |! t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,
" k- E8 b/ H3 f6 k6 s3 u
5 N# l+ Q8 ^ _/ Y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
" e2 H+ {* G) _! p- G, _3 [& O
3 ~9 x2 T0 Z7 Y, v7 O7 k正,就会跟我们打赌:
) M; t( n8 t( n! W; [
' O0 I' P5 i- f8 I$ L5 O7 {p * x - ( 1-p ) * y > 0
$ o4 G" n9 [4 i2 v, a+ fq * x - ( 1-q ) * y > 0, G% r2 j* `; F0 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0 s. E8 {. O. w, a
! d! D* M& Y) z: h' p& M是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:% Q( X, s) e& [8 L
. O3 D+ c0 Y, q/ S4 J/ t8 n
' i: j, M+ N6 w, n1 u, {3 |
. V9 M4 e8 x' H3 P
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, q8 N/ I5 P6 U; u9 ^
0 ]' g1 n( s7 f5 {3 w4 N“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
3 m. H2 b T# a9 S/ j9 G: a$ n9 P. |9 y" H, w
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?1 K+ b- v8 B" `! Y
( p, t/ }& t9 R8 \4 F
* O2 n8 @# F& M# ] W- f: \# ~
三张卡片的骗局2 r+ l9 j! {% \' G- S, V2 V2 Y" m
9 A, }0 }' w5 c" l6 J0 [% ]$ a
3 G6 h& ?( @( i& G
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& x0 O8 u8 K' G5 R5 b. Q8 C/ U
, ~6 N6 G) \4 B7 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
8 s9 }6 ~/ f. l
8 X Z9 B1 B% k7 [/ Q5 l" n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
1 Y" p7 O' \0 L {4 N5 a
% R$ L) l, E' D! x( P8 {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。
1 |+ ]. Q# W% R2 N4 K. c. R
L; W6 U; |& j; B3 v$ L$ ]' [( v' c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
) Q# }, Y( G C" Z6 X' U) o: ]: u! x6 y# a: ^# I \4 r
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:
! X3 J3 A, t( u& ?$ \7 ~/ v* J
8 d/ K' G5 e3 r1 ]+ Y% n1 g4 r* w ]4 Y5 H+ u
8 ], K( S) i. h1 j$ z) S0 h$ r4 {& _$ f2 Q
0 o( R8 Y7 J& g5 i( Y: g# 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
$ q3 T6 B0 U" y4 D/ {/ R- Z$ J, N4 H
的情形占了2/3。2 K2 w, C" y+ z1 O' a1 V8 d$ }
. Z8 ?- \$ Z2 U, T6 q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
$ \5 `2 `, }( Y. A* v1 T& t8 a5 U$ ]6 n! j- M/ e
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
, {4 \: D2 B1 I" }" u* h; k0 R: c! q0 p# o1 L6 o6 M; J0 j
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)9 o1 z$ S% R5 O/ |! D7 ]
4 G, f* f; \6 b) R: N' `称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。4 U0 f/ z# v* o. p9 }0 |9 N
Q1 V$ f( W: f4 c$ k如此不平凡的黑桃A
+ f. f2 ~% ^$ g [( y& b$ \2 s) P3 U, w
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: @; v: e8 V7 p& L+ B' N* c4 s$ l
9 K7 t- G9 }0 G4 H/ [ g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7 H6 k6 g" ?+ W. _! Z, @( y0 k
% q9 ]! |, C; M u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,
& l8 e. h6 |7 |, f# K
+ D, ^) F1 U6 a6 J' R% w1 @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# V3 P# U( ~1 ?6 x! i! ]: v
: v9 P4 @7 y0 B4 R还有没有更多的A?”: Z$ |) R" o* C, F" {" t4 P; Q
$ J* q+ p& j$ G& ^& i" W- O
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$ G+ z) w# P1 W3 `' L. T5 N
: ~; x$ n- {0 | ?$ c* S不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
" F. J( p- |3 g9 L( r6 A3 {! |. P+ ]4 P% l
没有A的情形:C(48,13)
( E" M2 O; N$ u1 ~! X* L
: y; o( j+ f+ ?+ P8 t6 Y; j至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)+ |1 A" N3 @; j' ?& v! q- n! y
5 E) ~; A9 H4 h1 O2 b0 _6 P9 p恰好有1张A的情形:4*C(48,12)) ]% b8 y6 @% C. I, i1 e$ @
" N- G5 G6 b$ c V至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
# S8 I. C" o. B3 l, \
3 l$ W" y' l3 {: A0 M9 ~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:
- P8 N2 K; d9 r+ r5 ~/ n n+ c+ X7 R/ ]& h
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/7 \* }/ j. W& R) \: q% `' y+ N
(C(52,13)-C(48,13))≈37%
4 E" g/ W* Y5 ~) f* M( s) P
9 l* h) M) X0 |8 j- _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
m7 u, }, b, h" R* U2 G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,/ S/ r& [. }/ ?; g- A: x$ e, A
3 g9 [; d5 O/ _8 f9 T3 R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 ?; K7 x R+ A, a
: M( S0 y' h/ M
有黑桃A的情形:C(51,12): ^# y M" R- p9 l! `
6 z: }7 A! C, R1 M9 B没有其它A的情形:C(48,12)+ F/ [' v% Y& k: y8 }! _* O
2 @/ t0 u `1 i$ b2 J2 g还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
/ h5 ^+ t+ I' Y! `$ C1 i& J% G- W6 U3 h0 n
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:0 _" y. J0 C/ j, q( M: D
' x/ Y0 p5 n/ J: ~4 u
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。. X9 t# ~5 ]$ {% k; f" x
0 `9 g3 r) s/ V T' `5 G) |( w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3 o! r; b1 W3 H7 E% {. v
h b+ p& ~& B* [2 b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* J$ K6 D u. }5 R% }7 E7 Q
+ C' k4 \* ?5 I( q
你是传说中的死理性派!" r2 v$ t- d% R: r0 P! t8 i
- y$ c2 W( z" z8 d! I% U, G; U* S6 V- `. h; t. b0 `
9 M! c7 b3 D4 q+ @1 c- b% c" M' ?+ d0 w# ]
: y9 l7 N) `9 v. G' ^7 S" |( b
9 A9 h/ F5 x, T8 d
; L3 s4 p C1 u$ ^4 k, A6 o z
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