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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
" x: {$ a" `$ ], n' i3 @) R m k0 h% E c& F' Q8 M
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
. M P7 e: \* R* G
3 H5 H) i0 S/ _(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
4 G/ G! z. L O) Y9 U; y& ]8 Z& u5 F5 k. H; A2 m. ` Q
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,) I2 Z7 J( U& Q/ w6 ~5 O3 N
E& [' [( {" m$ q `3 W+ h% A就算打赌,也要精“打”细算。
?( Z+ n% F7 W9 |
8 ?8 B/ g! T! ~# `3 d完美的DB
8 G" F( L/ t) e) \1 P) x
7 L7 D7 ^ J0 N. j6 ?/ ]- c+ y2 Q. N$ }; p; ^8 L
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。
6 j$ t, h" R; E# Q4 O3 `9 p Q+ E; i# e4 V
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
" @9 F/ l9 r2 X- o7 p
0 d0 R2 U+ V: q9 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
/ |8 q C% v% M; q/ W7 m
! I8 \/ }" b- u* }9 V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!! j3 Q/ h! N3 |4 Q1 i: ?: w: c/ X0 p
8 d" q1 J- z. o( P0 ^5 v4 U' R# e7 h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,3 ~& H' n8 v- t! x9 R3 q/ I b: w
L+ b0 k" X( D/ Q
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$ v2 v( `# s5 X. M0 @, E+ z) |2 n
R" ]1 i4 {+ O p1 T0 m正,就会跟我们打赌:. C0 q& ]; u! t2 b
; Z" l5 P3 `7 T# M: Kp * x - ( 1-p ) * y > 0
" M% n5 Z4 @) [( V/ Zq * x - ( 1-q ) * y > 08 ^4 v0 S6 @6 x1 K
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
5 X, T W* S5 E! ]& h2 g4 [
# D$ h9 J) \' h/ o: ?' N+ Q' L' `是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:! m* n1 s' B# G
' \- G+ l) s! t3 t' j" M4 D+ a0 h& p& q$ y) f
' H% E" `! z- \# F- e2 a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
6 \4 n: i6 _0 b/ T
) ~( h. 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6 b; T+ r- {2 g" U" }) h' R( H2 p
$ J/ L7 \* p9 a
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?
0 y. s; T, o' t4 t8 g8 b5 k+ w6 u6 [9 j0 `. D
( S% w) J, Y; e! P
三张卡片的骗局
6 z1 x3 \- d7 S% ? w/ H, w6 f% |3 b) d& Y
" n1 L7 |9 D4 {- |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
r0 J, d5 T; i1 L1 e9 g* k
' W- i2 E: _8 S! n+ N3 F' f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# t9 \8 f0 D; N" j2 v
! R, C( d% i' o. q' y$ [& @+ q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
6 T; L+ V7 E1 h0 ~. } e
- ^7 G) |; v& T& q1 `! k- }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。
9 X! t, w; b+ l M9 k1 p" U/ `2 W* F2 p. I& P* v
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5 Q6 A# G7 X/ G0 E) G
# N# n' W: }9 u Q9 H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:( w# W1 @% [, p; o
# ~) o1 j7 [: E/ Z9 e8 o
6 f7 N8 s+ I& b' @
, z( n! W2 C1 @
; [5 w) @5 W, Q9 C, K$ [7 Y8 F0 w# ~* k8 S
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( s6 a& N/ _4 `5 p) o, c% R1 u5 k% o
) {' M0 O, X1 C: S a' K的情形占了2/3。
: }. O# e- v8 t, W8 g# B- L! @/ }: ]3 h k7 a+ _" E
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8 h( T! m3 ?$ i# @" @
9 t9 N5 [4 q' t# a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7 {6 u# p; A* E- S+ p% b
8 K1 [6 L; N- f$ R
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)
! P6 X8 U q3 n8 \0 i) p @* A9 X# ]0 d; p
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。5 O& e# B' X( I. e9 M3 }0 i7 ~
/ s4 a) H6 V+ h如此不平凡的黑桃A
8 U9 o( c2 f- p' d A8 v
$ }$ t4 @, c0 |0 M* l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/ R) Q$ Q5 `# Q' i n7 R
. Z" k8 z7 f4 h3 D2 D& y
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 }' v1 d0 T' g/ C# S% E& M7 t: K: L
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,. a( R7 c. l& W5 O R: _
# G+ U2 D1 z* ~+ c4 S" B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 Z3 L* s+ w, O' h4 a5 ~
6 L2 o. c$ i/ ?+ ~ J- Y$ d) {+ [还有没有更多的A?”
( w' k; A, @) D0 ]+ t& D# F" W0 Z/ ^2 [+ z1 i9 n$ ~
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
, y p/ f$ P5 Q, J* j; C7 T$ a7 T, `
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧: g! E' m. D( u. ]6 Z* `0 J) r
1 M! x7 e+ M4 S' R* t0 d
没有A的情形:C(48,13)
3 z$ x3 r& Y$ j7 E, D/ j0 L, ^+ a, ]+ Z; F
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)( ]8 h* p# P' ], _6 P( A
, d( r$ K* [7 K l
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)% S7 E5 x1 N, V: F. p
. d# w2 M4 M7 _" M" `4 \
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
( S" W; F7 b* w, k0 \4 a+ s& f3 d% B* s+ r
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:3 x$ s* g H3 ^8 J7 C
% @7 j% d( G V7 ]* P) U
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
3 O- k4 z6 H0 ?. w: J(C(52,13)-C(48,13))≈37%
/ U+ t* X5 n" x' B
# }% a' b& f, m- 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
0 k+ S8 ]/ X8 s# {/ n- h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,
, O+ t1 u( m* d$ d8 B/ l' ] [% C8 `+ ]$ [4 H7 a2 h
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:
@9 W% b& C" b9 ^) ]
- y# u- \1 P0 W G. F% R有黑桃A的情形:C(51,12)% O3 n5 A7 Q) Y s
) ~5 `8 d; Y' a+ ^5 [& E1 g: h
没有其它A的情形:C(48,12)$ |& U/ ^1 u* C7 q6 @' Y9 t
2 S( g% g4 c# W7 W还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)3 Z* r$ T, S2 V8 z
8 C7 F. b! P7 l: Y, h7 `' w
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
3 D9 u7 A$ e& E* g
' T/ S6 J8 x; _) i0 hP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。6 G7 O/ r( Z0 ]% |' O% j6 l
6 t3 Z0 ?: l5 T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7 [8 Z1 R- g; d4 z! _/ e9 O
% k& F* ?9 b& d5 R+ G/ u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
8 L* Z1 a3 _, _. Z
0 P1 F. [4 p1 x6 `4 {5 M5 s你是传说中的死理性派!
7 { w- k' h% u# h8 d( n5 ?# h- G/ {6 x
3 ?4 f5 H7 G$ E% u+ H: c/ J% T
( [1 Q8 E. a7 F7 d# q
5 |. S+ s. |+ a3 `5 Y
6 z, b# }6 h) U# A, \* @0 N6 g# g t& F
8 r( m2 \; n% W/ u+ G b2 a# g" E" E; U4 f0 P
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