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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 4 s' u, y% }+ m. b" L* \$ A( d
6 B. J" H6 B2 b 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# @1 z6 h0 d9 ^$ k! U) j6 ^& d$ N' ?
2 Q. ?! {/ f5 X) O* C2 k(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
0 j. r5 o1 Y: I6 n
' Q7 r |0 a) ~8 i, E3 i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,
) ^/ N7 C8 h1 \1 e$ a" g: h, m @8 M0 B
就算打赌,也要精“打”细算。
/ Y+ G4 J+ w- c U# [' d. P s/ |- v
9 R! d% x: p# l6 Z9 B* w完美的DB
+ V5 e, E- O" M2 Z4 i. I" g7 A$ G8 `2 J: |$ b7 Z- M3 _; J
: I6 l- O. L9 {1 @
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。! E+ V9 }* L7 {5 ~
8 b% B6 D3 v8 I0 F& b2 o! Z% ]! z
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
+ G1 Y" Q% O6 V2 c3 T0 b7 G" L) R! `( I4 ]1 r: [( |
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 `9 l' o4 R' k$ @3 W; J, N% e, x
$ w% H+ M. E/ X- a- }/ i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!
7 S) ~$ u0 B I$ S" [1 d" G/ n& ~. B% w: r
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,
; ~- z" f; }3 p$ L) f$ {9 l0 U2 C# m/ q: m o- h
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
; {& F3 [3 ?4 Y( T2 d. X" t+ W4 j& Q0 P& G, }0 x& Z) C9 p
正,就会跟我们打赌:
2 R5 d8 i* ?$ z2 m( ]' H8 H8 R/ A
p * x - ( 1-p ) * y > 0- t7 v% V0 _4 S, _% Y6 v8 H
q * x - ( 1-q ) * y > 0
7 g! @2 m' A2 @2 s9 e J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
1 w2 r' _' S1 U9 y2 A1 L5 i) {
! D+ H. e" i) d) \2 w是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
9 W% |' ]$ W3 Q" Y1 e
% Z r( D# {/ q- f% K5 _* A
. |# A+ X7 h3 p8 o' p* ~
: q' M; S5 N4 U% w) p/ u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
; ]# @9 z3 Y2 O1 w
- s% `" v5 M) u/ D1 Y$ t“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: F: p4 q( e& z2 J8 D
" s7 D5 A9 N6 {$ j/ N0 B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?
5 }4 u! I. X0 \8 p$ c# q
7 G1 A8 z. q; W" w5 ]8 a9 l; \6 m/ [/ x# X9 I5 L- A
三张卡片的骗局
3 l8 D, D: ~% x+ |$ H; D9 v, x/ ?9 X; m3 L
3 d, ~1 W4 t" D t. K: _ j2 K( m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- H+ s ]# o6 j _8 @
L, H+ M: Q( w! W- o, 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6 U$ s, T# K* u, \, R
3 R/ ]' c& m, D' Z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: |5 J, `/ P6 a& [6 m
1 v; B; r1 | P% z3 y. ]7 j, R; ]
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。4 }, z- Q6 P* t
, J0 s3 E) g( P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" J6 f* r/ T z/ q1 i# T U
! {8 o) e: d7 y4 Y. C: S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:
& | U0 ]/ M- ^- h$ f( k& B/ B7 u
4 U# G. A9 L* m3 J, a6 f, o) U
/ ]5 q3 t I/ r) X" J8 Y8 s
3 r+ _& V7 x- p3 V; z
7 h$ ~$ Q; G, t! U0 ^0 a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
# a: O! K3 U6 [4 u5 t0 C/ B, J+ d- M
% U/ _8 } z" U的情形占了2/3。
8 c/ z5 A+ B+ _) v# d; a7 V% X8 c4 l9 b" w
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) y1 o" {; e$ i: h0 G' [. u& A4 X
# x+ _3 t* c. k# _3 d# U
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
" H4 D- o. d) D; i3 `: Z W) H) Q/ M Y3 Q& ?
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)
# a* l1 m7 F I, W9 K( o# K; a' c+ A4 @" P6 ~1 w
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
0 i) Z0 L( S2 x
+ M- B" j Y) \7 Q w- q4 e如此不平凡的黑桃A
. D, U0 K4 c _' K. h8 L- ~! }4 i8 n) H. a/ ?, d) i3 ]
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2 I! f6 j) l3 ^& Z
1 ~, z8 I3 M6 Y) K! s+ r- U3 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
; d- w" V1 x7 I5 H8 u" r0 b7 R$ u3 {; Q$ @# I. g0 K z! \
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,
+ E- i- u" }: ?4 T Q# L1 J7 c) S" z( W/ f0 _ X
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( v0 h, M, P0 T% K- Z$ x! t+ J# G
" x4 ~9 W4 O, R还有没有更多的A?”
9 f0 X A5 v0 q* _$ Y4 P* D. g/ z. q# D4 E3 o {
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
( K/ N t4 |+ y5 x6 z' Y4 w$ ^9 B6 Q
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
* t/ `3 P" O% V+ C
. y, ]8 T( W5 {没有A的情形:C(48,13)) ?0 l: @# ~# p' O# b8 n
, K( V5 ?: p \8 G至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)4 p$ e$ _) U9 B8 ~
Z& h) Q, a; t, F/ L R; {% W7 \
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)0 T) N7 O" C, H( N
" B4 d% N/ u5 e( I/ l U$ q4 g至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)7 Q6 _ v1 p0 v M) Z3 f
$ K3 u5 F6 ]. s: C4 d
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:
# V D5 M9 \5 i& k- l+ r
+ G6 a4 h% D5 k% k, T' J: }P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/* u% h/ d* v1 k9 m1 i; u
(C(52,13)-C(48,13))≈37%! L& t, _. Z4 L* p' D5 i h/ k
1 b6 q* J" @( f/ d; n' 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
) J( J9 g, _7 w: n7 S& B- t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 _- E+ r) E7 H. M' U+ S" v, u9 z5 N9 N; e0 Q- u9 m% t C% R
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:5 W! d& S/ B6 Y' t( i; x0 w1 U
3 L& |: V; j# Q1 d有黑桃A的情形:C(51,12)
. F _/ g, D9 M0 [0 z0 W6 m
- o7 d* H' @, v* A# x没有其它A的情形:C(48,12)
, f) c. ?: |9 f" P' r1 [; o7 W/ x9 O1 t3 _9 x7 ~
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)6 X5 r+ r! k4 M: G0 R* r! P6 J
+ Z8 I" o& Q6 c; ]. W6 J
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:- z% ~1 n$ q3 m0 B
, p L& S2 ?* H5 @: R. w* k5 TP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
" A8 X3 n% v5 Q, E! S- p- O+ W* W
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 I, V6 R6 D7 i T% J
& s# x* v$ |. _: z. e+ }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. l+ [) C# p- v2 v; j
( p Q$ C/ T4 ], F+ D你是传说中的死理性派!
- ]8 X1 a, t1 D; c
4 @& P8 z- @7 Z( N$ @" P1 _& E4 E1 \" U. `1 W
3 w: L' G, \& j) v! M- ^( Q
; ^/ T* r, G5 x# F5 |2 a' b" s6 C' r; W8 |9 }
0 \( d! z* z' U, {" _9 P" C4 z# c3 s/ T) @
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