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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
# [. `, v7 E- k# n8 g8 L! s0 L, ]; @5 D3 l) Z8 y# W% {
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4 }5 H4 P1 ?7 w' O$ l
# {3 t: d& D" d; W(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
2 r' H# _6 r- g D2 k0 j
* H) D. k+ U! z7 o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,
# ~( i6 W0 a8 g1 W6 X* H5 @& j+ S* `2 z
就算打赌,也要精“打”细算。
* Z& j/ H; K* \5 @3 u
6 m' N% L+ x7 \ b7 R/ p: q完美的DB
& k% O/ h1 j/ F1 Z- l& e- R, ?" a' z" E
2 d1 _* Z" q- _& W5 ]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。
% R( s. W" |$ N$ c' W' w, \ t) X
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
. p) E: [; c& s% g& O6 t5 `
0 e- q2 J% ]* P! |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
4 c8 `& C* x) }# g" }# R& h) W2 M3 A8 d* H$ f7 _
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!
1 v$ \) u* {) e0 w* f2 B+ t6 q1 s4 s1 R m9 n9 z9 W6 ]. p! L6 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,9 u# [7 m3 x& X1 k2 T# N" m
2 e" K c U& |/ z" r- y7 q F3 @
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: w9 e5 T+ Q: T2 ?6 j4 A
8 i3 N1 x% @# a& Q2 o
正,就会跟我们打赌:' S# B) H ^4 @2 I
) B8 O$ e7 i! y5 O8 Z1 E
p * x - ( 1-p ) * y > 0
. S4 ]- s* S/ M0 }$ e bq * x - ( 1-q ) * y > 0
) e1 k( k5 ^% W0 z. x8 v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' D) m1 G& e0 S' v- W3 T x4 ]5 L0 V0 R
# `( I+ Y3 ^" W5 j+ b4 d# L
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:6 v. Q% l0 Y3 D3 e3 w
* W5 u. y) y. W# ?
- |+ ? U3 b! N; m1 {( Z
0 d& \" i. \9 H. x! W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: @; ?- y! n3 T* _
8 g `, ?! ^# f+ M# F
“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
, k# T8 D+ B* z+ A' {
" B5 k: o( X" _" D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 ~& X. \. }& J* L* ]3 f
' X) _ { R$ f- H3 l$ P. X1 s: G7 r! @6 {) X0 N
三张卡片的骗局
. ~0 b" _0 O5 m; S( l/ a2 U m6 o {7 ]4 q. \! g3 u
& ], R" o! M8 E3 g0 D6 J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; V& ]" g$ U4 B9 a) ^
* k* F( q; }- l. v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 g. l% B; E) p9 U" F9 R D. A! w* |0 }
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
7 t. E t7 B/ i* I% b" [; K, C5 c) q! _: |& V
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。
. e* }! \& ]" X2 u# o8 \) x) Z3 \! c5 j1 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
7 @8 e$ Z7 n6 O+ K: k1 |$ X3 k* C" `1 o% c+ N0 l
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:
+ `$ U& g; a3 R9 _5 s4 l
4 { I' i6 J( M! f/ T. s7 e% g6 E, b+ p" a/ O- f* b# }
: M3 w1 d E8 ^* P8 h4 I* d$ K0 [ U2 n$ p4 W% l8 g
! s. U0 f/ B# i9 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
; k9 m$ b0 W! @0 E7 @" }4 t6 A5 ]# Z4 X& V
的情形占了2/3。1 R, ]( @ R+ C& n$ \
, U# X8 A& N$ w$ q/ A& S9 l
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
# K( P* [- Y+ ~* l; R7 W, l1 x0 e+ }. C
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 L& d6 {; d5 q h. o. T$ B# B
( G, J. `. E# p. K' F5 G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)' m. e1 c1 F5 h- T
: g/ s0 x9 @2 K1 y称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
0 V, b: c2 q( @- c3 S! Q0 N3 u4 l: C7 R% L
如此不平凡的黑桃A4 z$ c+ z. X* S5 z9 a
8 b6 G/ W" c3 M8 q" x" G
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
7 @7 s- z2 R, A- N$ [% ~ a
2 D' d: i7 J* E6 \4 o* d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
6 ~& v4 V5 c0 Q8 K" ^0 V
+ I5 G7 a E+ w `6 X% |% k, {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 c4 v ~2 ? k' f) c0 n/ m; N
, |# h. v& E7 {; H" v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
l/ ]* Y- M4 L: y6 z" y1 ?0 o& f2 }7 p* N7 T; v6 t& O% d
还有没有更多的A?”& w5 R' c0 l' [8 }! {& z
$ E& l8 H; o; P( N& b0 e F. l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
3 r9 x0 W( e& z8 T# k' ~# }# a& S) B8 t
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:2 W1 j: U) o B
+ Z- F0 V2 y( Q4 P( k* F
没有A的情形:C(48,13)' \! |7 y/ y3 s: X7 [. ]2 C
% g/ k4 a1 g( c7 F
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
. Z1 V& P6 y3 E0 U( V& J7 q( l
% p, n% x! B: L& X. [; f' p9 {恰好有1张A的情形:4*C(48,12); c4 V& @ b0 y1 o5 U9 x3 t
: z4 b- P- x$ M6 N/ W& b/ z
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
3 p' i; G7 {6 ^% ]# [" P! b9 j
: C$ F( ^( `3 @4 ?3 p" 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:
0 b) o4 e, X1 [: e2 U1 g
2 z( V. d- s+ ] WP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
T, @ X' f* n3 r(C(52,13)-C(48,13))≈37%4 u1 p# v; V* j: f' c3 `
, t S0 h6 A( n5 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0 n$ V. }- T. @+ w' M+ b* C5 u
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 O& [' h0 z7 S8 o* k& o9 E
7 ?. j9 z1 f8 |6 _3 D( w
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:
9 V" d. W0 I% b8 i' k& H
* w$ l' ^7 p0 n* _4 K3 ^+ q \有黑桃A的情形:C(51,12)! L0 z% y4 h6 \) R* D
& b" ?1 ?; F3 }% Y) i4 V ^( M
没有其它A的情形:C(48,12)
1 @: B! Z1 v% ]4 |/ X2 @) F" A% d* w6 Q" I6 d: q
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)5 m6 N9 }8 v: h7 }8 `/ m+ F
6 n3 X' C3 t9 h K2 W3 T: X
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
x+ B& E$ c+ \) t" r% z
( @' l5 K" Q. P- l$ F+ O* d; J: K9 g" [P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
- I/ \6 ~ l2 t& x% u2 i; y+ V) s/ I7 i, ?- f: t2 h! b O: T
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; n6 j' q) I5 X0 z/ T6 F: K
2 b% L" V2 D5 E8 r; U9 u) _2 W
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: p3 `9 f* c- p7 S4 o" P
: M8 E- W% g- U
你是传说中的死理性派!) l1 `5 q0 @5 [
2 c5 ?5 P# [& N8 W9 n6 M3 F' @( B1 S
8 ~% m+ O& b) m
7 x; L& B8 D( K O1 }) ?) E% |
. O1 g0 T3 U, `; n
. x c5 p# f, z- w4 |* y
; C! ?! T0 K4 g% ~7 L# `* X& q1 A! I |
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