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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
% E& Z7 F8 |; ? Q: i) n
# M# S a- J- ]- ~0 W/ U 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7 h& f% R! Y5 k: m$ {1 y* }
" B4 v" @3 m8 B 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, B3 m$ ^( Y& L. d: `" G; G4 P6 C
* [- S1 j1 i" C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,
7 O& G9 M% \0 a8 `3 Z6 n
5 b o* F& n7 E" F& C) @2 p就算打赌,也要精“打”细算。; ?* a' u. q; {+ e H& m+ \& `7 |7 a
8 _5 f/ b# P" L* [" Q
完美的DB
. }/ C( A( @- [1 J! ^* ]6 ?4 N0 B1 Y8 X" `+ h4 F3 c! M& h
& m3 l5 K' C% J* G7 ONBA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。
, O) G. [3 m8 r" x( c4 U0 p5 G6 {; g8 W4 [. U5 b3 s( y
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
& x. I/ n. h# L! [" B" P d' |6 R# _# \# }- W
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
+ u2 U x* B- m$ i4 O
+ \7 C; K. g$ _6 |) ?& B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!
3 Y6 z0 k2 n# f' v9 j& ]* M; ~, a, 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,$ V7 s, L5 c5 E1 F
+ F: w; l5 W# b5 ?* O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 D- ~: o) e4 T: I! ~: [' F9 K) ~2 h8 o1 J6 D
正,就会跟我们打赌:
. F5 x$ u- l8 \: y7 ~! ]6 T7 X; ?8 x
p * x - ( 1-p ) * y > 0
: b- ^4 z: h& L5 A. l4 f0 K2 C& qq * x - ( 1-q ) * y > 0, A5 P0 r6 ]9 n$ 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3 i! ~* a% Y) s# U" U! N
1 I( U- q) B# _是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
# z3 d+ f6 s' V/ o& w2 x# l4 Q: w/ w) |* t% X! w
9 U% | i7 W, |& Q; _2 B
) _) P# q+ T# v" V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$ e* `% m# G1 E0 Q0 b5 Z+ |
8 k8 n& W' n$ _( j1 f0 M. J! _: L“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4 P: V. R: i& R" L$ T7 x X5 F5 `
. u1 h7 \' c2 w7 E4 r$ O+ n9 t
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?
; n# [' y/ P' T0 }! R6 v. V
* e* x$ F4 B- x+ {( M* d0 ?: @6 F: J9 A8 Z Y
三张卡片的骗局0 B& k* F: B$ ~, B& o) V
8 ^) l0 r9 ?$ Y5 [. z* h7 J$ [- m( B( B4 D/ f; U/ B" s$ {; i7 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
1 @* Z% c. V% z( ?% y# Y5 l
# e# R5 S9 @0 b7 l9 i% o6 k) W, h1 O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
4 f' d. u( L# r4 M" L( d
3 c, Y7 r( g8 j) b! _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/ _+ f H+ Q; d5 J& [8 H
; K' F+ L/ r( G0 l+ n# L l6 a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。, H _) h* U( X1 H' }1 Y& M; i
6 @6 t' g4 X1 A; @! v& o8 A! [
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 R4 n' T7 p9 a
5 p# K1 e5 G" m6 x) t7 `& [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:) ?' h6 D% V2 y, d- q( r
% _* d1 U2 r g$ z3 U( X9 p
; \% b$ g1 ]$ K7 j0 Z, v8 X+ F: ?
, _) z0 C' r+ z' [% i9 k" j4 V C+ R5 D; O
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& e e# H& g# p; [9 D- |
* _# R k/ |8 Y @
的情形占了2/3。
$ K1 F7 M1 i' k/ V% F ?
+ o7 {4 g: }, C7 F8 t" y/ K3 N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5 y$ R4 x1 l' c# M
1 P# G0 s( N: j/ g+ i4 `1 ?/ d/ t+ 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
/ {0 G7 q! p0 p7 l7 t5 N0 L3 _% R+ l% g: g; _# T+ O0 c! I& m
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)7 e/ @4 l2 E+ v: ~' U
" [+ H, C8 f, u/ D& t. g/ O# E5 A称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
! J) i! ` G6 i& @% T. @) b
]# e2 S k6 Z+ L* x如此不平凡的黑桃A" c6 J4 B2 a8 ^/ v3 Q- D8 {9 A& T+ u
4 {; m. J1 M: G" K
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
% o9 A/ N2 ?2 p# X$ n- J( k$ j& I5 d/ K3 \2 P
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
, Z7 P4 ?+ K X0 U! v4 r* [4 z: l% w7 { H( p- U
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,! p, \! N$ N$ g: {; Y
# A8 K. I$ M2 a5 d3 h( E1 B+ u8 K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
1 g( ?! V# M; {/ R8 O; i
2 g+ ?& R& O# w& x# w7 j4 {还有没有更多的A?”
, n& p3 e7 R! Y2 ^! ~& O
5 H; D n8 e# R& s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 u" P: I! \9 X+ |: ?3 z- s6 R8 E* I, S7 I, E
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:7 i% G6 ? O8 l
* S5 j3 o, i2 Q0 O& g* Q- o9 T
没有A的情形:C(48,13) @9 _; R/ F0 I/ |" g0 }$ A& K) g
' M% V% w0 U) S$ K$ ]5 C至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13) t9 F" C: M, r
2 L9 B4 h/ q7 o5 \3 d
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
7 h! Y+ W; d" | z( `. J$ [, m* J8 Z6 u6 U, f
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
: g+ B7 b! ]) i& ~4 V& K( O/ d. h& J) S6 B5 n) W L& I
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$ A# O+ H9 v C6 R
+ b- j' z/ j- w; P. z8 X) f
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/& o' P5 s* `" Z+ E1 a
(C(52,13)-C(48,13))≈37%0 M( D; g! Y b' L
4 k; [' c/ G+ A, }! t6 G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; X" W3 y6 R- M3 {) l5 A
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,: v& w d( j! N4 H. N7 I
1 S& `2 ~ K: v9 E2 ^& I 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:" |* _7 x" N* h' E; j$ u0 S, m
" c' |3 y- F- o/ @7 F
有黑桃A的情形:C(51,12)% m0 c. T9 d) S* F: M4 Q
m" U+ c8 ]9 x9 ?
没有其它A的情形:C(48,12); \4 |9 I4 V$ f) @( I1 Y
2 _6 J7 [$ z: i5 U5 m g0 u" G
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
9 E; t& U& \ Y5 _+ B7 K! @6 v( m \
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:" {3 z' ^) U6 y& W+ i3 M% {
) w7 ?$ e9 M3 M6 G9 t
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
0 s# o B! k* l- C/ r' p% D! ^
6 j5 O9 ^9 X! ?; B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
6 G7 u# _$ o" Y0 c6 |0 z, o+ ~% g3 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7 x8 F& A: ^, k$ H. v8 {
$ P# [2 v+ r1 f$ |( ? b% |
你是传说中的死理性派!% ]3 ]7 C8 A8 i% z
8 h m+ ]$ [7 n
6 ^8 }) V& P/ s" n* b8 |+ v& D$ `. D& {
( r% O4 R) j4 p% U; v7 U1 @9 ]5 w# L, Q( M, S& Q6 N; v2 X
$ ?8 D: ]3 P/ T+ D! Q
: E; |# }/ W! x A" E |
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