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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
! b6 f+ Z2 t+ z$ n& m: L9 Q/ t3 L" W
7 \+ X3 l5 u& a+ x2 [ 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) Z, r! I- D1 L3 d; z
1 R3 `& @: V2 T/ 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$ S6 o0 ?# q* z2 Z/ o+ @1 H) R. D
5 o) \/ R' Y% T& {& E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,- F: \- U2 ?& {0 @/ d$ e( z
& c+ ?8 @$ o: }+ t& ^
就算打赌,也要精“打”细算。9 w& r1 j* ~3 n k( ]0 e, p
1 }+ Y5 B: ]6 p, w完美的DB
: O* |( [# a- I( g b
# S" n3 r& I9 B9 z' Y- f0 o# P0 I. p% O, L
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。
( }6 R) M9 Z/ V- t9 p1 c8 g. l+ x% E# f0 H9 g5 C
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0 J. D! o; w8 N X; H7 T
- C" F& a! c/ p& [* D9 ?
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8 m9 M- d7 Z1 [4 b
9 M( ]; I( r) `! I' S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!' ~: Z* Q( w. N8 s: b; J% p6 R
) k' M5 O. @* G* d' |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,: T1 [! N9 P5 K! `; C4 ~& {
( ?6 ?6 p% ^* p& `
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
$ W i" ]- y k! s e& Q# } B4 P5 e8 m! B9 Z' G- r9 r+ L
正,就会跟我们打赌:
) \; b5 c& f7 B, ]
m" k$ G+ R( F: m. Fp * x - ( 1-p ) * y > 0, f' s" S( m- x
q * x - ( 1-q ) * y > 0 U- O( [ \ B* o5 }: M
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/ m' s. I. O/ R. m5 G
+ d6 r% X9 i3 M/ u* w2 t
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
2 C) p1 }+ Q V) l2 | V" z& m; C$ A5 m
! e. ?/ ~+ ]9 W+ o0 J2 ~/ Y& x, N
1 {* S& P# o0 B% v; v
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
, z, r9 w& w/ x1 P9 z0 O8 W: Y: G9 e, U( X% V9 m
“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# t5 s a) k8 p$ k+ c E4 c4 @
* q. N. X" H& `5 o9 L" z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?0 U5 L& ?% B/ d# @
) w. @7 }2 V6 s: K( z9 Y
U+ [6 L% Q- i& j, n- |
三张卡片的骗局5 n4 e" {) J0 A& ?
# V9 i/ g; i7 X) P7 d
0 f5 s4 v% p& z! R( x5 ?, h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- `( L T+ {3 B+ W r
; n4 M& _0 P9 V4 |" c' k% 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
$ k1 P7 e) ?' K% j/ t6 B8 E% t i: N& D& y
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 T# ?8 D. L1 l( A8 U
+ v6 B6 G. X% N# o X1 `: [+ s9 s" k
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。
& e5 [1 e5 S% |4 h5 m9 @1 O; _! n. n2 E( u5 E" `( z# F
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
( b& P' V1 _4 k! |2 S# `9 J- n o7 H( q9 a: Q0 i
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 W% z: R" \0 g# D; \% x6 V1 n
* {6 Q* a& f7 h5 s& i% g7 f& _
$ i0 I2 n& d, U% ~* Y4 l I# e4 C# K/ ^+ n+ I
3 x3 T( h7 a4 e$ O" T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7 X: S9 v7 v4 l: U8 x
6 Y& e9 I* S3 E3 X6 ?/ r# _4 N的情形占了2/3。
% X- o: i" J' Q* z5 t q( ~4 h7 [2 P: A9 Y7 t* v
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( @. t2 Q0 b2 \0 l h
9 r. T% Y' A P+ Z% M& [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. B6 y+ X& B9 \1 N. i+ m
; M6 L3 ^: z0 F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 x+ _4 m$ `$ L, u2 s) O7 w
! E j; |/ M0 b0 h# T
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。0 L4 {' i9 K7 q3 q2 E& J9 f/ o
/ I' u8 v+ F9 n, ^: y! ]& [8 o如此不平凡的黑桃A
1 K$ D s$ x; i* q1 j
( B, s7 ]2 h0 l5 p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
! a ]& F% h3 A( D; m& z% G$ ^/ @0 V8 `( |
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4 K! L9 G% x+ ?. I
+ e$ b1 S( A4 v9 P# 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, @5 g3 w; ] V1 ~% W
8 X9 j0 M3 w* U u* }! t' d8 K" s1 }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
- i' I. }- u6 I. }# v7 D9 N+ y7 K& M) F/ s6 d* \" |( _
还有没有更多的A?”
1 e. l' p$ T5 H4 o; Z
9 a" @5 _: d4 d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
: O0 ?% @3 F; Y( f! j l
" r/ y! _6 O( y5 K M7 `3 B不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
E3 Y" Q% C7 E9 k \
$ b, K# L, U- O- K没有A的情形:C(48,13), z" C# |( b# D9 |* ^- U
8 o- j7 o9 F9 r7 R6 B7 h. p
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)& W9 _8 ~6 c, v9 q2 h
. v3 D/ c) y2 [* I6 Z$ \0 D
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)- [6 F4 R# M' r" J& l! R/ v6 a* _
1 i3 o; {2 d- S5 l2 y) B- r9 O$ T
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
7 P$ t. \' Q! v2 R7 ~& d" F: r( k$ y
L# J9 {3 z: m, P7 R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:
, p& D2 u# ?! H4 c4 {7 w, N' X ^' f1 n, U* C, U
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
5 D) t1 g r+ b. d7 g+ @0 c5 Z(C(52,13)-C(48,13))≈37%
! L5 }) k% H0 g# j* ]' P7 ^; A, F- b0 [ 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* k, z5 j" }; y: I& I' r( ^
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,2 N: b% @: K( B0 U
( s8 [, c* \/ T9 g1 [* Q
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:( m7 `/ z3 P: Q/ S- W0 {
0 |, l% F. ?! E: D! m; y$ Y
有黑桃A的情形:C(51,12)
9 K6 a. |0 A6 y$ M$ n
. V& x3 d9 S3 _; O8 p& d没有其它A的情形:C(48,12)
/ L, ^3 x5 F0 x" ^$ ~9 s% w4 F c2 k" R; e; l% f# z3 T
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
8 w& P* i& Q; b
# ^# d* \3 O2 \5 z事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:* ]* w: n1 M# A, b6 d6 }' v
3 I( q" j, b$ hP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
2 I* r1 U+ ?. G; G# w
, W7 V; @' I1 v# \8 Q" }& T) f% 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5 g" |( H* G7 T! `$ P
W& j: e! p6 \) m8 C) `, 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
4 W% [1 }6 u( O* k1 ^$ Y2 b3 U- A% K, n6 r6 f% g# ?
你是传说中的死理性派!
: w9 M, A+ X8 w7 [# D
$ y( v0 V0 D, u% q
# n2 w' ]! C0 S% L: U! w7 S7 t! o) n0 E6 N
. W6 m) C' f& E* q8 n2 O6 n; i
! k7 i5 ?9 G# s5 E1 I% s! g' u/ E( U3 a, a1 _3 W
( w! O# W; o0 d6 ` P( M |
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