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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 * f% i) H/ q5 p' l% W- |, N- H
3 I, ]0 c; U5 ]) C7 b, L, T" J
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" c5 Z7 h' ?2 S5 Y5 }
! K0 a2 j3 l/ N, 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0 B: i9 ]1 `% Z; O/ c' Z
; X! a" F4 {, f4 y5 q) n0 L/ z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,
9 d; u9 s# m7 Y. A. j. L
, _: O5 }- j T1 h) e: w: L6 M# J就算打赌,也要精“打”细算。
* g8 a. x1 f5 E3 |( q9 T7 G4 Z% C: ? m) e! _& ]+ G
完美的DB" _6 } g; B0 O% ~5 A0 u
% A( Q2 N* s/ Q
* H# M% c$ s7 A0 h! R5 \9 a5 j
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。
9 g: j- J/ g1 O* W- B3 d8 Y6 }3 M, v% A
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
/ h( k$ z8 I0 p: [$ V' z4 p2 g- d* v: |# \. }# k8 N7 S% g: F
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- E! g& m% I/ v
y+ }1 t% K @4 }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!: u' N4 C8 D4 p6 |
|1 P7 \; g& U0 R) \$ H" V. y! {
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,
' j! J% j7 k: ]( m$ x& g; ~+ J' e" B* S$ k
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7 o2 p# i# g5 D) n/ n
/ ?+ D% _) j. r$ H& y* c
正,就会跟我们打赌:
% @: O W" s- x0 i8 o) d
$ v0 C8 _1 J" z0 W* J9 `8 gp * x - ( 1-p ) * y > 0
8 i' e* J5 u, ^# r; oq * x - ( 1-q ) * y > 02 h8 s4 O4 x3 y( h
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
6 @$ W; s! y! O
6 w$ j7 J* L: p2 i# o9 I3 G+ t* U% l是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
7 r: z N" Z( H+ _
! L0 z, Z0 h* E3 _; b
1 t% ?, R6 A) C
0 a' m8 w, i+ c2 E* j$ E' v+ D# k9 @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
1 }/ k8 O7 C. y. S8 w+ [, S5 u# @+ @. y
“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
' L$ _6 y" D- K% m* S! G5 s! M
" E v+ K" Z D3 ]+ R( ?. E" Q9 E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?" P6 P; ]3 A; U1 T. w# L
$ L O4 @( v8 ^6 D+ O# u/ v* _/ ~' Z! U( y% A
三张卡片的骗局
2 X$ R* C3 N% l8 j! c- e% h# c5 ~6 K1 f# j, O; ~4 \$ s
1 e* ?6 r* Q2 |8 ]- {: W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
. [) Q8 C9 s4 i* |% Q
' i4 a: T: D6 A: R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- X% w ]. G" h
: U& }& U; a- _# ?/ q+ ^$ S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
8 g: c5 [$ z2 T/ A* \! o
8 @% a ^& b( B9 Z7 ?) g1 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。% T/ q* i; p6 ?+ r' I/ s
: V! S/ Q; C# ]. \& f* c( D. ^+ c
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/ x; I0 _$ g) U) n+ d
6 M" x" c3 B% ?( W0 \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 W5 j, K1 d. {
3 o2 R" t& E* P6 [1 d
" ]7 m7 z1 ?1 T/ @
9 L# D! {7 Q z% g' I% [
: _6 |( M' _+ S4 Q; q1 |, _' b9 [- I% x' k6 I
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& ~3 Z! H2 K/ l! h5 O7 W
2 x: W- i7 A6 H
的情形占了2/3。
: \- Z- U Z% m5 D. p* @3 Z; H- t+ E# \' f0 t
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& M4 G+ K: q5 @! s
) j8 h t/ I3 u0 i/ l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
- R; a- z4 V8 R# v$ r' \" n! G+ j# C: L# b- _- Y$ k. 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)2 g# ], K2 J4 J2 }
% L; d, n% n& v/ n! D7 V3 [
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
0 \8 z$ Y+ w% B6 N+ g7 z& r( N0 T3 v& L4 I& T; V6 Y
如此不平凡的黑桃A
$ n0 {- E3 h- {: c4 y; i \; F- c, }; n2 Y% v
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
- o+ A0 t! _ V' P+ }
1 b. p0 O4 C r J& f1 U$ w7 ?! U+ t7 e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
1 z+ C7 G, N% R) o' Z
0 Z( `9 V5 A6 o8 k3 O5 X$ O! x! C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,
+ n3 F& k( z; R5 ~" |( v- @2 P
2 a5 Y. `) ^& \; s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8 `( z9 L8 T2 ~) f' O/ O
9 x# I* @- m: u6 u4 q/ x% s还有没有更多的A?”8 J3 n0 M, ?' G! b( [
+ ^! F/ ^( q/ e8 ]: n/ R5 {' y% B
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
0 M- ~* d m9 T+ @& Z$ t
& U6 S6 c. S& U+ g" j! b! u不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
2 i+ \: `" s5 S$ w
) s: K/ t" d1 g# G没有A的情形:C(48,13). ~. G" v) Y+ N8 y( ?; u! V7 d
" |1 \$ m+ i# K6 z7 k0 ?* U/ I# H至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
1 g C% A! q7 [0 c( c4 W1 m9 k* l: J7 _
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
' P( ~1 N( p6 M+ m, v2 V$ d1 k! `! _: I+ \
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12): ]* G: m0 v# o j; i8 s) c
, g2 `" ]2 U( @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:# Z. _+ M" [7 N# |& y4 [4 n* X
& @* a5 v$ P2 b6 n$ }2 Q# f2 }P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/$ j' V4 T1 W' t7 N7 f F
(C(52,13)-C(48,13))≈37%
# g3 b5 E4 R6 y4 A% O1 N$ x6 o, @6 A5 W
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
) a! |- ]1 h `* F' K' a, a; u5 V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,
* n: v- D! J2 u u5 I3 x
" o8 j/ W7 A/ U" Y" H. t6 d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:
# p6 `2 R1 K l: {) {* M2 B' F
有黑桃A的情形:C(51,12)
, w- j5 W) z6 j6 n9 n$ }/ d3 E) ?4 w- T4 h" ?0 w
没有其它A的情形:C(48,12)
3 s9 x+ |) }4 r& \4 g; U6 t) C: K/ E' ?6 M2 {& a
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
, u( i9 y ?' Z" [. W2 E9 E; q6 f2 {3 ]8 e
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
! Y' u' v/ O5 t( T9 k! I5 k& w+ H) ~: u/ J; m
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。9 a' U- Z$ `" ~& p
& V s8 _% e# H, M4 g5 r% i9 [0 ` k
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: A: n( Q- j; b+ X3 l
6 ?9 ^$ e" o* E4 A% A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1 d, S9 c& X$ i1 S9 d
) x$ e/ k; U0 W' e+ {1 A5 T9 _, ^你是传说中的死理性派!. L* J! S" U; c% F5 ], c& R9 ~
/ U9 }5 c2 ?" a n6 I: l3 \1 T/ ]$ y* D6 V
4 n8 s- t- V6 X: i0 V. h8 d
- h( E b% }( S) _
4 @% t* M% {* R8 Y+ f" c
7 `9 P/ X- |+ B d8 Y7 D
' z' X- v0 ? k. S2 |! k1 s9 O7 V |
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