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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 6 r% I+ K" ]# D
% J9 `( w. b! A8 j! w% M# 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
4 x. S9 j' n9 |3 b1 J, t3 C& j* _$ P, X4 D( e
(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
7 a( m: c2 W. e( x& Q4 ?1 V" R
* S8 F. N" V% P8 B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,0 s8 s0 s! }. v6 \$ X- Z
9 Z- W2 [* y+ O. E/ K6 Q& `就算打赌,也要精“打”细算。- a- J4 R) C. k* v+ N% R
$ `; R, [1 s# g6 S9 u" B. k8 v完美的DB; k6 t7 v3 Z( \4 l3 j, x5 p
1 N7 O6 y8 u) S9 N! B: q) M: _6 i5 j0 d, W7 t
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。
0 F) I/ ~1 Y4 G+ w: M
/ G8 S8 J a* @, c6 s/ ~; u( ]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7 v1 R, j# c7 B5 x# J" s- _* K
" e6 `! T% K, Y1 [: R+ Z
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- x1 r/ _ _7 Z* R3 I
( x U$ W5 n7 t- R% ?& J9 a
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 e/ `' z+ ]' }) w7 Y" L3 P$ P" e- J, p* n
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,
/ m5 J4 N- r9 k! z8 u8 A" U4 r- _5 g! C5 U( N, R
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
3 K- B" b: H' {
# A! c) r* ^9 a0 f, O F正,就会跟我们打赌:
7 l3 A: R) b/ Y h
3 B0 t4 `- m+ w- F2 Y) B% P" hp * x - ( 1-p ) * y > 0
8 o3 V& G6 o+ j% r9 n7 y# t8 }: oq * x - ( 1-q ) * y > 0
" b6 F, u; H; m D2 J8 l: u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
l. Z8 Z4 r! J, {8 _$ ^
0 ]2 _$ j3 c+ G' E2 I/ M4 E是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分: ^. k9 {7 _' c/ s
8 L. h, ?0 ?0 k m5 d
3 ]# W/ t& T/ B0 J6 ^; V' |! K4 g5 }5 R
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2 {8 |, k' B# O. R7 K* @
# g3 ?, j. N5 [2 @* X“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; K6 V$ [$ H8 ^5 ^
( u- |0 o$ |, M4 n: R* S
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? v7 w0 z2 E# _+ X+ v V2 r/ H
( y# _# l3 R& K9 J, a
' s& u8 W4 L2 {三张卡片的骗局
3 o6 `8 c7 }( ?# w( W
3 q) V; _ e* k3 V( j ^' \
- q E; r- s3 u( n" I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, }8 [) l! l' a7 P8 T' I* n/ c
I/ p0 r4 G2 E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2 v. r1 C' ~9 o
$ f N" ]- ~& s, X5 c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, w) q- Z" s; L0 ^. n
. }( G) v* R: e' O$ 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。 D) {0 k6 R2 S/ v% h
9 L4 c7 R& j X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
6 h2 B# l* c: f( e; T% y) v& A$ n( O% O2 O a4 o/ ? n; j7 m
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:
$ I6 h4 C; \% y
. U; B: u# C* X$ x) \
F m, X4 L4 @& ~; _1 E
' e2 m8 v4 U! [7 b' m! k
$ i0 O# Y$ g+ J' U" C* x/ e1 M* ~& s1 @0 p* |
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
1 ~, f7 h1 M& b5 g4 b" r
, {/ T5 b0 O1 n6 p的情形占了2/3。. b4 J! M8 K8 W3 r( n" @& F9 h
3 Z& C+ j' w3 ^" z6 Z ?! M V( h
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
6 U7 ^- z" L) ?9 c$ P7 m4 T) b+ f6 X* A& g4 @. m7 e0 o
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- O/ t- g, Q) U9 q
5 y9 Q6 |% t% e4 s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)1 U0 L4 {! i9 c, i6 h- L. X# |
* G$ d" }8 c/ i7 Q
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
: P8 \9 i4 x$ M5 {" A5 Y! |6 f4 \8 g
如此不平凡的黑桃A7 r& d2 S! M8 B( _8 M7 I) b
3 k2 P" v5 F- M) p2 Y$ H3 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+ m) M" x9 `# j9 Y3 m
( J F, V/ _. n* k* \ X
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
) Z B, y r! i( ^, R
9 M* B: N# z3 }. ~4 y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,
. o: Y6 s" |7 f) M# u
# v- h! X1 L& J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" h6 R+ e" J& P0 f
+ I- ]5 \4 q1 a/ j还有没有更多的A?”
# h# ]+ e5 Y. H1 U( v6 @' g$ g
# \$ A: t+ F4 x. D0 Z+ |. J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 V6 X) R1 q- B+ H2 P
/ ]2 a5 ?9 D3 [5 S0 \不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
& f+ v' |% E7 q- X, v$ z7 g+ S0 Q3 T# q/ [6 c
没有A的情形:C(48,13)4 D& E L) O3 [7 O' P f
9 M8 X. r7 T$ S( P7 G' Z
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)' p& w8 j, e k3 r$ p
! b- w# M& x0 Q. H2 g5 K9 _6 d恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
0 H$ p. t. y$ D, [6 _
9 Y+ T2 m Q( H# h- O至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)6 N/ q: j7 C5 }4 ?9 ~
6 f" J, L3 X4 f/ S' w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:
. y# e0 y0 ?7 a
, a3 ~0 c h7 s2 U+ n: y M( B& }9 qP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
2 E- q% v" k5 l+ V0 }5 V8 ~# a(C(52,13)-C(48,13))≈37%; j4 e8 w5 C" X3 _% y+ k
8 [' q/ X- U% i* I
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/ m0 O3 n* z! X, l) p8 q! P3 [
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,
) l6 L, x9 W1 E9 R3 S
+ [# c- R4 @* t3 C4 N, a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:& m$ l. q$ {! ~- T( T' w6 ~
; k) {4 X- R% i
有黑桃A的情形:C(51,12)" c. p) S& L& l, i
" M' U3 A, y+ _+ U. {6 N没有其它A的情形:C(48,12)4 R, \" H0 {8 b: j Z2 f0 _6 r: }
. i# v4 N0 Y: t! x还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)1 W- R1 y3 }0 a% R
0 e5 g6 o9 \, C! k事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:" @% l" N2 ^# `) V- ~9 X' \$ B2 K
2 s- c; Z# o# mP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。$ o$ @0 i' C6 j/ U/ V0 F! G
# b2 i$ S' s' T* M$ 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/ w- u' B; m! ^9 a! `; [ u: z8 s
: _9 z2 g; Q5 [# W" H
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
. z7 W1 |8 g% E6 U, H9 E# o# Z _2 ~ _0 s6 `' y
你是传说中的死理性派!6 M- T( w1 o" [8 R& G* E
. i& d% `2 ?2 u
3 J$ S) D* L1 t! L9 y4 u' N, @
4 J/ p: i6 v/ _' F: j) L# o+ [# b* }5 g
8 p! I/ B1 X. K u/ l
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