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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
2 a& g& ]7 f. a8 ]4 G J4 e0 v5 e
8 ]- R Q3 O, n) X7 U% }7 t 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
: h# d. J9 {/ `: Y, e- n
5 } f. T6 W; C' k+ 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& }- [) `; L$ a) S# |
1 p/ y: J! _. T! h) g. `4 b8 l; y, {% u
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,
" U0 |- l% M% n6 w% \% M+ P% c9 v2 ]* v5 D7 ^8 F( {, b$ e
就算打赌,也要精“打”细算。
$ x1 w1 f, N9 Q7 }( N
' Q, q' `2 u7 A完美的DB6 N8 u I0 }, B/ t0 C
4 B. x# _4 O5 K: K0 U0 h4 {6 V4 s4 i# ?3 J, S4 S8 k
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。1 K. a7 g3 ? i1 F$ j3 }: y
, `8 M3 w( K/ P
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( n4 G j9 B, I/ U( H4 ?
% R& Q! p# q4 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5 C; y, T& M2 |) v: T$ `
/ J- T0 c5 ^* s' M5 m v0 r$ u
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!
3 n( U9 r6 v5 ~1 r& q+ R/ M- [' M" h1 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,
' V7 ]0 _& T M; L
7 R* X0 L$ K# K3 d/ U2 z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# H" y E; r- S* B$ W
5 V% i3 j3 s2 t! o5 l+ N正,就会跟我们打赌:
$ Z3 _- y6 m7 w+ i, } h% M( Q, H4 S$ \6 i
p * x - ( 1-p ) * y > 0
% }, b- G8 W% v% s4 q# zq * x - ( 1-q ) * y > 0& O" C6 h# U, F! Z% 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
7 B F: ~: `6 G" t
9 U$ f" ?! r3 G k- O5 L是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分: S- X1 j( B" H
4 N( v! I5 H9 b5 \! f$ b6 |8 b+ w
( R- n V4 j( Y& c3 A# O3 m: O. ?! K
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8 e( V) }1 q; Y
& M4 A' k* v% T c" A( [, n# W“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! S4 H! U8 s3 u u6 M' R
4 H$ b) {" Q6 H& e9 ?
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?
3 x @ |# M& Q$ d
3 J# A- b% }$ N& q1 P* `: _+ N
/ o9 S/ f9 N# r6 S& j三张卡片的骗局8 Y. ~, f2 s W5 L! n" U
/ a6 k. _9 R U/ e! K
0 H/ ^6 f: F6 G( v9 L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" ]4 H( }3 l U2 h8 V
8 a' {) a4 k* U% ^4 y
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
/ H* ?3 V! i. Z" M6 U) ^! y
- ~# f/ A9 _$ L. a( z8 E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
/ ?4 Q5 c3 s. [/ k
& [) z& o- j% \% [! [9 ?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。% F7 P/ s: @9 L, z9 W' W& @
' w: [; i) \) p& p1 i" _% K, A' W
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
0 U( g; B, c; `6 U) i
( D4 H& V% R$ Y! 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 P4 `6 H7 q; D9 A8 T: X5 Q" C9 A8 c1 E+ B) G2 S @& `3 Z
( J* c$ S% M4 R- `' X& U% X4 p. k
" C: n& q8 o) a6 v* p& }, ~
( q9 g: M, c3 z7 S7 B
* e1 |5 g- V% g2 V% h8 C2 \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) _& e: [$ ]# l/ H; |
6 A$ u- X$ C& i2 G o0 n" |
的情形占了2/3。
6 d1 r A8 n$ ~: v8 t4 }2 S: t' f' D: 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9 \1 k& a! I( W! }3 x
5 o4 A! A G6 W6 o' R- ^
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
* ?* q- B' H( @& v R) H" f
# j( z( P7 C6 M6 F, y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)
) x5 n9 e/ y% j! U. Z, y3 B% {7 y- V
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。4 q% T. A/ c: l: Z8 q
3 q8 L$ l0 e5 |如此不平凡的黑桃A
" j$ l+ C: ?$ J% m
* v% Y4 T& `2 T+ b/ a: U8 o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- b3 D* k/ q" `0 Y2 |9 w
) J, H" m' w/ D) l' G6 O" ^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. H5 n" W; r$ s/ R1 |' X, {
! l @6 L- j, U5 I7 h
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,
1 u/ x% T! \8 d# W b5 ] E5 n
; Q) b5 }, x$ r! C# [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" U8 F. p5 `' I2 g" T2 ^" T0 V
1 I: T$ S! ?, i# F
还有没有更多的A?”$ h# z8 ~$ L& g4 f) F! n8 m
7 h8 D3 w7 ~- r1 l0 m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8 R! w$ L- r: c/ Z0 J
8 l1 M; c F4 H& [不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
1 I1 W# c- b9 L6 n+ y% r D& Q: o( i
没有A的情形:C(48,13)% }; i) n0 ?" o6 m( N
8 i* y1 _5 f) D+ N" Y B至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
( R) ?& { K) s# L: Q8 q* y4 R- k! K
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
( V5 H( o) j! b5 ?1 v% e+ s2 A% M2 K. }& _7 X \) \9 V. p
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
) r* ]8 O* V( _' `0 a# b2 u; E/ S2 ]5 f3 }7 o5 l
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:
6 z* l: }; t- e- g8 |, l6 r! D
! X Q/ l6 s: `. c4 W" YP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
9 E; l7 u/ w9 |' h/ s- O5 _. q(C(52,13)-C(48,13))≈37%# E5 [: [+ j# V2 t5 c
2 L) h/ Q q' ^& k8 ^9 m
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9 ?8 n. g8 O* G# |$ k
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 j( W$ B/ Y# k8 @
# ]6 Q6 E: Y3 J4 _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:
. t; X1 d( _$ i7 r8 u0 f, c4 O1 ?0 y5 z6 d( K. b
有黑桃A的情形:C(51,12)" e" L) _. b' Y; `- ?0 O5 O" O% p
" n. r5 x$ G/ `" G5 O) U: m- k) o5 V没有其它A的情形:C(48,12)) b; d; H f4 i3 K; A
2 n o4 L5 K4 a7 E& l2 r
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
1 j0 ?/ a- r) o% a) ?/ d
9 z5 Y# @7 W2 A: q9 a5 E L& \事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
6 c! D/ g2 V3 p) z, T, L5 ~7 F1 l. F6 y* ?9 h. f2 C0 C, M# W
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
- z" Z* M4 M2 h8 V- d6 \2 W6 s7 l' U) @, |& r/ q" R
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
s% X; }- s4 H: r8 B
4 S2 W2 s r i2 d* n/ @2 K3 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# Q: J! w" L1 N( ^, `
$ X4 f. i R6 b' W; c) E4 y9 F你是传说中的死理性派!
* d" [ m9 G* [9 E* E8 ?9 n; b, G$ c
3 v7 y$ j3 \: b1 `' P1 ~2 K4 j
( x1 n) i# f0 }% O; u
3 U0 m: ^3 @5 O. C1 N6 ]. J1 p# p( W" f7 m' c& N0 h
7 l) y/ u" s6 ?7 V9 ]8 w* N |
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