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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 i/ |& C% {' l6 ^# b
0 i# i; ]- [3 n( j9 f
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
0 n1 n' y. m6 ?2 ~5 [
* V. e! |0 F2 o3 P5 d q! L(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
9 g0 A) M' c& _. e" D7 B- q' j0 v$ U1 q. D
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,* e& {8 n N# m
& B( q4 Q, h) d- H3 }* z就算打赌,也要精“打”细算。& q8 V% g- H7 P6 [
1 S& C: W, k5 G9 s% i- h- p+ A3 J% o
完美的DB
1 ?! v: c5 P+ u3 t% _) m+ e4 u$ ~* {/ K, l
. G4 P3 H; k; L. j/ N" Q
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。
{! G \- m j! t8 `: ^5 L% N7 l8 y0 S P, G- G+ @* ^
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& r) W4 f, B. y. W
6 W h( ?: D1 ^1 E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( z$ j% T7 Q l8 ?# Q: ]
6 r9 Y+ r& W$ Y. p$ 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!2 Q2 Y% h- L& `2 L1 a. M
. o5 \( M5 m/ c8 N5 w- O! D
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,8 x. _$ | c$ D% k" h1 ]
4 i7 l: d( n/ }8 g6 P
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1 V# E$ b# a7 d+ P' X' I
' ^2 ?& B/ v8 T) n; C/ o- O
正,就会跟我们打赌:0 t0 i' D; m5 F, h% H
% y( z; D M5 n$ l( ^# ` P3 X4 c/ |7 Q
p * x - ( 1-p ) * y > 0
2 f8 z+ `* X) V& z# Aq * x - ( 1-q ) * y > 02 N/ ~. M ~# {2 Q
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
F1 r: T) ?4 Y
4 ?# I! `* E3 v$ K% Y# W' t: D是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
) _5 q: w( s2 x7 e+ ?! e& H' z
[) v5 b4 I, `" ^! v
' Q+ t2 p1 R3 A8 Q) P1 t. U2 v/ g0 P9 w; h$ e
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
0 M, g/ J/ l, n% `$ [* u4 j# z K3 u' U% ^2 c! N9 h9 v
“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
& j6 x3 Y- N/ p2 _* g5 M* l! @0 P8 J, J( r x- T. T5 H; W
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?
4 L( G) D2 C6 F
* G' G$ L6 [+ J( {) c+ f1 v+ g+ X2 U9 }
三张卡片的骗局: _3 f0 W1 p9 M. V* ^- [
8 j) y/ A `! E. e
) U) Q1 l( C9 @' @% U
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, e7 F! A8 @' o; ?
[* R; t" q2 [- E* e, j1 g+ E# G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+ B0 }5 t5 r3 V6 D0 Y, T
% S- ^( o7 Y1 I# y
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: A! E/ J5 V% ^7 y; X
4 n/ a5 A0 ]1 t# P+ c- X) 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。, t3 W1 W$ `4 Z1 M: g$ ^7 l
$ e, c/ d" Z8 e: C3 Q+ h
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, P7 n# O6 x: m4 t
) j7 f# I, H/ a4 W* 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:; L% t9 S# ^; G. y! t6 ?, F9 ]
" Z# I% O& _7 ?; B+ l5 K9 o) K
4 t9 Y( D! ?( E& ~. }/ M4 C- Q9 O/ B- ]
( M- j5 j6 O* F4 R" H
% A. t! k" p5 `) u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6 u3 |) I0 l/ ?# u. b+ }) e/ J5 m
$ b! i7 ^* e6 d+ R2 k7 @2 D7 T的情形占了2/3。
. h9 Z4 l# ]: d2 l1 A4 S+ x- u' n& h( o4 ^$ m4 E% D( b
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' w- ~# d3 S% z' [* L Q9 Q
% @; Z C! G1 Y
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8 V/ B7 {! y2 e
! M" |8 H5 P" Y/ s; o
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)% F( e w* x6 Q( A. b
" [) B% Y- f8 R3 [% |
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。) \! s: X2 T* b: k- E7 f* O
! w" X O$ @7 v% d$ A4 l* J4 U
如此不平凡的黑桃A0 r% h+ h( l w5 t3 r/ u
n8 w6 G( w6 w, ]2 P! D
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
0 I9 h* K; Y5 W0 {' @% o
1 r0 q' Z, P) [1 f& A/ z7 c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
& x) `: Q, V, S+ t, U T( t4 l& u+ A' ^- z6 D
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,
$ i6 N2 H- `5 A: I+ u' }; y% |) E# o9 a
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
' [4 V6 s1 l2 W b) z3 y
4 [4 I' ?+ S& N( [4 J4 [还有没有更多的A?”
/ d8 }) O- \+ b- e: n5 q
1 u$ ^' y6 x& S; T& k* i$ P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
6 O9 [1 F5 v0 ?% @. c" A
0 b( [* d0 C% L+ ]% O) E; l; ^不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
+ ^5 @% L& ]6 n1 U) x- A5 V1 W( n% m4 D7 T2 v
没有A的情形:C(48,13)4 }' X6 w6 G7 k/ C
; e& S/ x+ C1 W5 Y P; f0 ^( u至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
2 P- F+ _& x7 C7 {8 X, _; o4 }. d9 k$ ~3 U) f- P$ A
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
) ?( Z# t2 }8 @: X4 [
, @* l9 T9 k9 X& Z至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
! _: O# p m2 X0 ~% n; G# H% }' |! ~
0 l) t8 `% k _$ l) b& H, O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:. P( \" h* e/ `! [) A# H# {3 N1 ?! F
i. M* T+ D1 J" |; DP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/( h: b, N& y/ v. _, ^
(C(52,13)-C(48,13))≈37%
0 U/ I1 M; v8 M# v- i
2 A& q( O+ [( P3 Y" D" V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 q" d( w2 l; k
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,' r- k+ M4 I% E; g( M9 Y7 R
+ k; i q4 u* j4 j/ f6 z1 b
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:& X0 i! M- K1 g) @& e
4 U$ X5 W6 |& l" N& j有黑桃A的情形:C(51,12)
$ I5 ~) ]" b9 g
+ A" m' M2 j! M' J, o/ O5 k没有其它A的情形:C(48,12), N f/ c1 l. H1 f* |* o0 E
6 }( g) Z# F. p; U还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)8 x- Q7 ]' \) w- |* ?& f! x
6 {$ m! Q* {4 { b- A& A4 B
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
% h8 Z+ c# ]& z0 [
3 s, h. p3 j. w V# U2 @" h: iP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。- O8 o7 C* h8 ~0 Q. z
* n8 P+ f; Z: h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$ V6 _3 F8 V" P" f4 B
8 D* O6 f1 J7 P( _" x; g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/ z' I8 w6 R4 y
; [3 V2 k, f' |7 _ ]: f# }; f
你是传说中的死理性派!
- C) [9 f" k1 g. v i6 F8 q6 z" D6 _$ r( n) F& H% y9 \
4 L% u' a9 L2 e b# E3 }* U8 n
; n( m2 B. G8 G( r7 G" s Y* t( {' s+ J" U5 G) ]2 {; W) K6 f
' A9 m; {1 b! K# ~
' r$ X# N9 \8 ~& M+ `
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