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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 % v+ [& x$ o, ^& a, g( N
1 g& y9 Q" }: } w1 _6 e
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' r" t% e# o Z, W9 @+ V# R9 r* l0 c# U
1 ]9 s, V5 V. K( j. M
(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; X6 P! ?7 E( T2 t9 @
: K6 n' L& f4 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,
' c7 m6 |* ^( _9 x* D5 \
Q# B% w. _0 L* ~, P" q就算打赌,也要精“打”细算。4 O1 C1 N B" k+ }5 v) |
3 ^0 H/ F8 c! u- @
完美的DB* Y# Y2 {& i# M; T* o
: V# j$ d y1 j. ^
; W9 `* \5 D/ O( J- j$ B
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。
# w; e v5 i6 A" s! j6 l' C0 l& H7 r; J3 Z& s* t( d5 `
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7 S. e L# l/ d7 t: {
& E% H3 ^+ n9 {& f+ {. L4 |
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
|, G& y' w! q; Q* S7 _) V/ X0 k! O4 c$ G" i! M: U% O
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!# f) o7 N. _, T3 @
3 Q$ n% L* j5 h! F& L: ~7 g& P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,
% c r" Q' Z5 i- R4 l
3 N& b3 h, w# v' y% |( j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 Q1 C5 z! w6 @8 ?/ {& `, X3 e/ D
$ T. |9 m. _2 ^* L3 R% h
正,就会跟我们打赌:
5 n; \) U( o. J: n
7 J2 ~) N7 x. C) F5 Ip * x - ( 1-p ) * y > 0
2 n- E7 j, [/ \6 Bq * x - ( 1-q ) * y > 0- j9 W, s2 o, E
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
$ I& J* R2 U+ g3 [2 D1 e" P& ~- I: g7 e: I- N
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:$ ^7 i7 a8 d4 [
8 R7 t8 B; Q# m9 \& I" f5 q, ]. w- j7 }( v" d
8 N- z0 @6 R7 A; g; i3 Y
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, |! O5 Q; `; E5 P3 B
1 F9 v% e! v8 u I* o“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! i- U; B2 j! T" J! l; y3 \
7 M+ l$ S2 u. s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?7 ? V: f: \; J2 K) o- J4 o; l
1 i: x; u, s4 n* o
0 W: a1 ?7 q N& x% V: s3 g
三张卡片的骗局( I' F) b( L$ j$ Q5 s
8 \% D, r7 u7 x: z+ @
2 N! F2 g3 x) `% f& m. d( z- y: S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
* G! r8 U6 O8 L5 A
! e0 y7 d* T& q6 Q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
5 v3 [- l: ?; M" A6 u, `
- w2 ~" [" M6 [( O M* U( \/ E2 F3 M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$ |% E2 X$ Q1 M6 ~ b2 E
' p! B: d- t& C
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。
, L, W! N' r" }. Q/ F( p4 A3 e0 a+ Q, S" U
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: q/ P3 V9 i& C) H- e. k7 `
, I- B' H, c* h& d! L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:- [& P0 k) U7 z- j4 x: ~
: Z/ J3 O D) u' M2 o. G
. Q4 X* D2 N" ?6 x, k& P* a7 I. D- R
- N5 s% O7 ~/ p8 n
+ A/ r7 X$ M7 }! q* J6 [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, S% {' f* `# l# q, v
) ]+ \# Z+ h, ]! U+ N( F; l的情形占了2/3。
' l8 P( R6 c' D; J0 S/ c
# Z& w: i8 A* J; Y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. z. h- |; j, Y" B8 o! g# |
6 j; x8 c! b0 p6 c4 J
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 ^9 H: o+ o& U4 `; r
% n; e" Q, ^2 _3 n' r& H, c9 Z6 l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): x0 t1 N2 T) u
; Q5 X$ P' s2 K4 g: e称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
" m% ^: Y3 G+ P- K6 n" i0 i5 p3 |. \
如此不平凡的黑桃A
% q) ` G. n" B2 k0 C- z
1 X: p |$ k* e# q, h) f8 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
( \0 S: p. U& S2 f. a
* n7 L7 ?; Y; k/ ~! Z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* o4 T' F1 S, j8 X* M
8 o2 L: H0 A* e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,
& N+ e$ b9 O% P" L1 x# Q w$ G5 X2 h0 O v
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0 S' h! ?1 r$ l% g
3 _9 u1 q8 Y+ @% {
还有没有更多的A?”
9 _" V. r+ A. f$ a* s$ A8 I+ K
9 ]7 L" n8 G' U `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+ O F( J2 o. o: [
; q% D! O8 ?* x不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
+ g; N1 \- @' ?' a D o% g0 f: \6 t; [. G# y. h
没有A的情形:C(48,13)5 F- P# t7 F/ E: f& |9 i
% u+ D+ ]8 G) A. e/ _' Z" g* Y
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
g. H6 h( ~6 N" r6 N9 i* f, i( k, C8 t6 Q# F) Q
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
+ K4 s/ J$ h' W! F4 I
% {" T) n1 B1 }0 y至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)* d- d& v4 s6 F8 U2 I4 ~) y
& P7 z0 [' c& u- G
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:
- d) U) C, A @+ j% x& r
' x* U# i/ E3 A( c( R6 a# JP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
7 p. E2 `5 Q# s1 }- [(C(52,13)-C(48,13))≈37%5 E' o& ~" Q9 I% u( U
- j, T6 S3 ?; _9 J
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 [, Z9 x1 r% Y* i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,& ~% Z* X8 O! o7 n3 K
3 J, X; x6 d; ^# E
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:
" k* D# w# F/ @, e0 `" M6 _$ f- f+ N3 Y, _$ O) B
有黑桃A的情形:C(51,12)
7 t+ O# v# p7 T
/ J. L2 u2 c) _( A) ]3 Q1 `没有其它A的情形:C(48,12)
/ I0 a# U- J- B D+ }$ c& @3 O& w" O
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
( _) Y6 Z4 k$ | Z7 T$ O& I% V+ W6 T% h& V9 I6 k7 E! N" ?
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
5 ^ r: A0 ]2 K$ t2 A& V9 G. l& C+ W2 ^. d1 w; F
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
: o3 r8 [/ Y/ A2 w9 E$ ^ P3 e6 w, Y; f
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! f4 z3 T3 H4 o: v
+ Q: B; D( W/ B
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
" c# @' |( X( }* A4 M, L0 ?% t' X
% n1 \3 {* _: ]8 R你是传说中的死理性派!
! B$ ^3 k5 d2 }5 c( @5 V5 m4 s- I) ^5 q; I- o; Q7 w# S9 J3 N; [
. r+ y) h0 |7 X8 ?6 l2 B$ M' b! P. N6 M- d _
* x+ i. d7 w5 S9 q' f+ A7 `
* ^, j$ H8 {) Q$ ]$ O/ U* q4 t3 P
" h/ L# l2 S: S q3 r
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