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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 " t H# d& D+ U+ z! u x0 `
1 d/ N: Y( V2 m6 {! ] 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
& M3 i) c6 | P; ^9 G* F5 B4 j$ Y! E8 S+ D
(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* F6 Y/ U% m. {& q9 H
2 \: B& H2 W9 x, e1 e( L5 O5 o
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,
: b# A n. b6 l. I- }* y' A. D, E, f5 |/ ]% w
就算打赌,也要精“打”细算。8 T$ @! k, Z6 m# m% d
( n/ f! i' V" d2 m8 R% C
完美的DB
5 i4 I% P$ {! [0 f! K- z. Q+ o0 h) f, o6 l) e
$ S' @/ `, m! K1 `( v- F
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 X2 \# p% I1 L' m) K
p X+ y2 P/ 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
1 J& g* J1 g3 k4 k: N" k0 k4 T; K: A( Q3 z9 [/ ?" M
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7 t( U' H3 c6 ?3 p
6 H" s/ k, ]4 N! W: L$ 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!
$ Q+ T- a3 y/ Z% D$ Z9 H( ~: Y* A0 L( b$ M/ L* V4 N" i
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,* D k! k3 d. Y6 U- s
. X" ~7 q& _4 @8 W* m1 V, F O; F
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8 q- G! A5 v# X$ P
) K: j, i% G- l8 Z* N. {
正,就会跟我们打赌:% W( W0 T0 u# l: W
( \+ s& Q0 f6 F6 L' y7 d
p * x - ( 1-p ) * y > 05 o8 {% w0 P+ V7 c$ \
q * x - ( 1-q ) * y > 03 }3 ?) j+ }( O; H! p
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 k2 E1 F: B( W7 O! Z& P$ P
! Z: E4 d' P* W8 A) V. d是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
% f4 W1 z! z K! g8 a" `% d1 d# h' @! N* Z0 n6 j) W! x3 ^' ?
& k8 E( e k" C9 d; ^2 f; V# U
- ~* W9 T, g& y+ a4 b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
* e6 ~4 d1 b! w! i8 Y7 ?
2 Z6 p" u$ a- ^& I0 t: \/ z“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3 Z' ?; O( Z7 G* t7 C3 V0 y
! B: U8 U/ w; `7 e t# }6 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?( f) v) R4 D. E; Q! x+ J
" Y4 S; v. P' ]! q% O+ R" U3 {
& g. c' t& j) C9 `2 M+ m三张卡片的骗局
( ]- Z9 {8 `0 O8 N. \* ~0 |- H- N9 H ^0 L5 y2 Z7 E
% `$ u1 P3 d- p" [7 E3 M& D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 [5 ~$ q _* D! n! U
, k3 D' @: }1 S; G% 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
8 ^7 B8 i8 O: s f# k: Y+ ]. t0 q2 j; l6 A+ e# U8 l5 X$ i! R J
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2 q1 r, d. L& x) F5 V
, Q5 n. m: D. K+ \/ h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。2 N7 j Y& N* b4 c2 ~. l. M
' v# Y' E8 I0 A( J) j
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
2 X6 _9 M+ X T* J6 {8 Q' Z* I. G3 i$ T
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:; z* D8 F1 m/ [5 _+ E) Y4 I
u/ q9 ~- J$ g6 ?/ d! b
2 L" l2 C* A6 `! f& i# `: G! Q3 G% D) _. L' t( V' |
5 {$ Y! Z: L1 S
3 ?$ [- u! e! Z" {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
$ Q- a* I/ H* n: _/ v. S5 c/ V! c0 u0 ^) H
9 ^& d- c1 l. W的情形占了2/3。
3 Y( w6 O/ q- x9 }7 A. i8 t! E7 p/ \6 V% t% C. \) 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
! m4 k4 l% t* R3 x2 J3 e$ M. J9 s1 j; L Q; i5 |
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6 o( Q2 b$ I$ O9 q C K8 W7 q& z
' ]/ K( [; p+ {: D; g- K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)
3 N8 ^. o9 o1 c9 Y( l6 O- |- a+ J" V' n
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。1 J( J, Y/ B- s
0 x% g2 Q. M; @0 w" n( _' g如此不平凡的黑桃A9 a5 C9 ?3 P( ]
$ V5 J& m. s* m; [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* N/ j, c, f/ X+ [
( N, \6 I% p& V0 ^
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 }8 ^- Y$ z$ x3 f
, P' W+ f" D. l$ G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,' j4 J: F% `- B k' _% x! K8 ]
8 `8 w: U$ {0 d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 V7 ^' L0 {: C$ @3 P) O
9 U5 @. K: D7 W5 b. {0 l
还有没有更多的A?” k9 t- u4 I; j7 p
' v* ` N" s5 M, l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 ^% T+ o6 B( V0 A
1 W1 y! A7 a3 ?" x0 D, E不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
2 Y+ @0 j" z) W
0 r1 Z8 C4 Q. }1 V9 X没有A的情形:C(48,13)
; p4 s: o1 u' ?0 a% |
2 u+ g& H$ O; d# V6 e' p至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)( e+ Z& }4 N& i+ q; n( z
& m/ A* H& K) X
恰好有1张A的情形:4*C(48,12); C! e4 C0 ?& B# I% H
6 [8 ^( t( [1 M& V2 t5 B4 T至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
; G& ] \, \+ u' G; B# y2 c- S$ n- W) j8 V. e9 ` ?2 `! 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:$ ]5 F1 I; T" u M% z; |
. T: m8 h6 L+ \5 c/ e3 x. bP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
" f; M* @+ U0 E(C(52,13)-C(48,13))≈37%
" E8 r- O1 Y4 a" [) e7 d/ u2 U4 H5 _5 Q# U+ [( J$ @. 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
5 o4 v6 k, f- x8 C, |0 N( z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,9 ~. q7 ~8 Z& @' `9 N# D# |+ M; z
/ C$ r' D! _) {& n0 p9 M7 g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 u( Z2 w0 o$ q5 P6 w" C6 M; @) J5 n3 I$ Q( Y8 ?0 h
有黑桃A的情形:C(51,12)8 n3 n g; {3 y0 p/ U, ?& Z
7 e( Y- C& h; ?3 Q r; q4 W没有其它A的情形:C(48,12)
# Q2 C+ A+ {6 j! r
% d! w4 K8 G4 n0 R8 {8 V还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
3 Y: V# R' X6 T; `, m! [1 |
8 f( w9 E7 ?- F' Q6 ~- f事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:% A; M! M! K( t! E1 _8 ?
4 H: b2 L: L7 ]+ T3 n
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。3 |3 ^" K8 g4 M, F
6 ~! R0 A" k! e4 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
5 m. W7 j7 `" w
, i( a1 n/ Z) k: I, 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) k( s% z" R; ~9 [* N
( k! n& c+ h8 ~9 o( x7 I0 e! a你是传说中的死理性派!/ V' V- v d1 X
0 U& D( P' ]. F$ N7 P$ t; c
- s+ F4 M( t4 e& f
7 z; W" I8 s) p* X
H }) S# z, B) T5 S
2 j8 \& e) |- C
8 w; H$ t* y' G, z6 H2 u, W, @6 Q$ D. |7 E0 m1 {
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