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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
I: a" i2 Q& F0 ^% z' V
* b4 n( W# N$ R& q0 z4 G: A% ?9 X 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/ o6 b* |! F& m; i
* J3 y0 b; R8 g) `, W' B9 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
, E3 l% v, Q2 H j, x4 x( W- w# {8 k) R8 h- y
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,
8 T6 g' j3 Y9 ^$ N e9 z! A$ c6 L, |$ ?- M$ ^
就算打赌,也要精“打”细算。
* c* X9 o0 ~3 n5 E+ C/ [( _' G3 X& B$ E1 v- r
完美的DB0 k9 P* \$ E9 n; i: b
8 z% y2 f! E9 f& j8 i5 e
0 N9 V- S' }8 c! o) L3 [8 j8 _2 dNBA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。
+ a* G m* {# h* |6 u9 ]& o
4 ?; o% u2 x: ~ y# B% q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 {; X" n- d' J" K0 N
! }3 r& t- e4 P, [' Q {) a, `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+ i" b( K+ p6 j0 K5 s
+ K( t6 Q0 N# r/ L
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!8 X H" Y$ @& q8 Z$ M( H, J+ Y0 A
0 L7 }0 q! J7 B: x" W) |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,( g; u" f3 T( l+ r' |6 a# y
: w" I/ b* U1 }* W$ a- p8 l* t) I9 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/ w6 G" d) s0 N6 l
5 K; ~: c6 K4 V1 B D6 x( f
正,就会跟我们打赌:
/ J1 ~# c2 H5 \" H1 U
6 c. _0 p, U6 N' [' | cp * x - ( 1-p ) * y > 0
9 D! H9 L0 G) b3 q3 |' B; L" W' Rq * x - ( 1-q ) * y > 0
& z8 p2 b. b9 [1 R) @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 m5 O" l1 K' w5 }7 T
1 o0 i' L2 ]8 z- }8 k5 K. i是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
- n+ f1 i) a* \* n: B% L8 ]+ u) e% R6 x( T
% D' _" \6 {& k
, x5 z* u" Q; ^0 m7 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
$ ^# q/ v) ~- G& i+ w' _
: d6 R j0 I5 O, I& S& z. h, \0 \“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
) z a- Q1 p, Z7 d/ |; z9 `& W( O4 H' H" e+ Q
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?7 W- N; p( a9 I$ _+ V
5 M8 C, ?. N5 G Y6 k8 f
R& `9 X* @3 _7 z- j+ S, x" y- n% e
三张卡片的骗局
- m, @+ f h& F# S4 {) ^$ N) [9 Z+ I0 v% ]5 S, w
) D2 Q: T3 n) P3 o3 E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: c3 P& P* h y0 F7 y
! r l- c0 y( T0 q
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
$ b E. w2 v# L& S; q$ o& s5 _) ~$ t0 F& J+ ^
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
: B2 d: _7 k4 @. d5 K9 ?; }* ~
! V* m( k* p+ n4 M5 K6 s& ~6 j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。+ H, h7 ~9 n. }
$ Q1 K' M# b( _3 p! X" S9 m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
! B3 X" e7 v+ ?8 D) l5 h7 B9 L1 W6 A' C6 v7 W' S3 X# ? \
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:" B0 b+ t# m$ S/ @3 a" L
I9 K+ k* N& y6 A6 v' E# u
) c* y) g5 h; t. V6 B B. A6 H6 \, ~& e8 m
2 x6 L* v$ J# w- h. T, u# ~: B& y
1 D; V' H' D! A+ P4 o" A6 @2 Z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) j6 q6 R+ f7 u8 R
+ `4 b* D4 T! v1 v: F的情形占了2/3。
7 r$ f; i6 F1 R7 C7 S9 u* I+ ?# W' @ _4 U
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0 i' j7 w- i; m3 O. l- A9 H
! f0 C) [5 H: f, n# ~% f4 J7 c% ?; 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3 d6 J+ q6 ]5 p6 t
& w8 }& P; D: f1 g2 G6 a- d; W; d
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)
/ d8 Z) C- A& Y O* L. @+ F" s$ D3 i7 m( C$ c& O
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。" S R z, y. L) _/ w4 M
4 I) _- Q) ^6 A" \6 o
如此不平凡的黑桃A
0 ]7 K7 Q+ w; I3 A& l m, ?
& j7 r3 z; y, e6 j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/ c6 X( B3 E. G
& v! v6 M4 _' s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 L$ B- |( w$ J8 |' B
. m: V d @+ g+ a0 @0 f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,7 k! Q6 O; u4 T) h% f; A- } p
# F+ n; x, l" D0 S/ Z: I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7 H; k. r8 |8 X! E# _4 G7 r- k
5 [( S& D I+ h2 A6 l |% C5 U1 P/ {还有没有更多的A?”
; X9 _3 z0 N$ q
6 U9 y ~. t* Y& A! E* ?% \$ [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
$ Z9 }$ b2 u* N. M
( U. X. z5 N! T% X' f* f+ E不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:! @+ D p2 ~ ~9 E, V: d
7 X, T2 o6 W: N0 f$ {
没有A的情形:C(48,13)
* @- _2 d- r6 V
3 t3 V | C: h! _% T0 g* O& C至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
9 n/ s& \6 R& ]: e6 x
# I: O5 E6 S$ E: Q. g% E* f0 ?恰好有1张A的情形:4*C(48,12)4 n) n6 ?/ g' s X
2 k" U3 H5 R/ |$ {5 U. _* H
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
9 e+ @/ r: S& I- o
( Q+ n2 O; `( Z e# I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:
. Q9 f# e4 ~' f/ z( t' k3 Z. g# m7 q: V# y) [/ i/ f
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
+ `8 Y- Y. R# @& I& i(C(52,13)-C(48,13))≈37%
2 d: u* O. }- d* E" m
8 o- ^% X3 O/ i& k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 J9 c+ G8 h& t7 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,, X4 ^' ~$ u7 ~8 Z, P: s4 q
0 |- w `8 _; P g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:
0 [9 x: k3 ?% o8 }5 y }1 O, N- A- P5 R
有黑桃A的情形:C(51,12)9 y& t( q4 F' j
/ }, l! d. g0 L p/ k8 j# Z2 g没有其它A的情形:C(48,12)% x0 g* y( b% t4 M3 S. e5 Q$ x; a
* S' Z' {7 M, `/ z7 z
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)" E* @, I3 B4 D- {' d! ^
1 L9 U8 B. D$ Z# Q7 ^) B
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:3 }9 v. |, L o6 N& t* a
5 J! w" M3 j: b/ m U, W
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。 }/ h/ y0 X- l4 U& w( _( R
3 C1 A1 N. I/ c' D! F7 D+ D, c
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8 J3 e9 _. o; a2 v
0 ?3 U4 ]$ `0 z5 Q R/ g# S. ]
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
0 \8 `2 ]% s' R C4 f4 I% @8 y8 G( y) a
你是传说中的死理性派!
" b8 a+ H2 }/ s5 C/ F
8 G: i! l! \# P5 Z$ o4 _2 B) ^0 `
% d Q; J. m. M, Z4 i$ W
7 X& p1 D) y) q, h, _
- w' T! d" i P! r K" x q8 K% z7 r \5 n5 v( w# S
/ h; u# P& I; |4 I
8 V; t3 r0 w) M2 ^- E9 F |
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