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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 b {- K5 `0 ?' r9 M4 w- b# o% [$ T
9 c" q9 ~( n2 ~; R- A" ^! V3 g 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& g1 @$ h) X* {
$ \ t* d- w1 P' Z' Q1 N
(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/ U; L& O8 I0 e9 m
7 `0 `, K9 c% u8 L- ~* H( f
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,+ N+ |' n. p9 h
% |2 Q, a( v2 v: U6 T& w; c% l
就算打赌,也要精“打”细算。
+ x6 I' h, X- p. q+ ~9 {" \3 [4 D7 }+ B [- I0 ]( f" z, r+ C3 k+ a( m
完美的DB* S- L2 b% _9 b
0 r9 a. |, h* b2 J* I: ^$ f3 ?7 j
, E/ n$ ^( a- [# \# c
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。
: J0 Y1 O( @& s B+ k8 K5 n% a5 l' X$ Z
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' E7 ]$ J# ^2 B/ T
" F' K8 V1 M, W+ o. [7 {
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6 r6 s5 Y6 x# b+ B, |$ I( g
6 v( _3 m o, i0 m+ z+ V6 O6 A& p
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!) ]( ^7 F6 @3 ~; z% D) t/ K
; ], ` C" B1 }# ^6 O" W
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,
/ [: q1 S' B1 n! K( k0 T, Z& a) K5 z6 U( Q! w: s
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% @4 G) i) J$ B' m
# `9 A) S n7 h- W' s正,就会跟我们打赌:
- M i" O8 {* e
- Y* L8 G) `; y% I1 E. d" R; Sp * x - ( 1-p ) * y > 0( e/ j5 k3 }; }
q * x - ( 1-q ) * y > 0
8 r6 ~. |# H1 B- 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& [0 P0 F+ Y3 m- z
4 w$ @0 C- x$ U B0 E- J
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
+ b# i( p+ Z$ P* o/ g! L+ d' j @" w# S! _6 j
) x, |( ?2 @) ~, y9 R( U( k9 [
+ U4 l# w. c5 t5 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3 l; g: H0 v+ W* J2 H0 X/ j* v2 @7 m; a
! s% V+ R2 K! y“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0 Y8 }1 Y& {1 C' @: p' w8 q0 ~9 [
# {7 I9 K; _4 b$ B8 L2 \4 o5 O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?
5 [+ E( V9 a3 \9 {# l, o! J! i9 P* ` k# l
, H0 T! M1 }. C5 N, X
三张卡片的骗局
; J5 g* r, { {6 C+ B/ H* c! n( g$ s5 m* i' V1 E; m4 Z
5 A( a% j: E0 q4 C# B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
' |+ W4 y3 y3 ?9 S( v' i% f+ ~* j( K! S4 r, [. w
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
0 W1 E& N" b4 z+ ]
a- ]5 x+ p3 Z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+ \* M: Q, z( C% m0 }4 U" ?8 r
) F3 g' C& S' K0 t* @
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。; I; X' P1 }; H/ j. T' ^
+ P: | e1 S7 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
8 G4 W0 `& Z; |1 B3 t* a( ]# K L, Y9 i' i5 {
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:
5 s! L/ C0 f9 m1 a. s
& y/ X1 H o/ ~# Y& {7 e. F7 g/ a! D; X
# Q: {' V6 O3 A) G8 v9 C3 w! |
" H3 }( X1 W/ A/ h; f( I
# q& V% l8 `+ X6 X8 \& B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; d, Y& ?. B) K6 o, R! k R* e! O# l
的情形占了2/3。
; p0 Z. X. s( `
- J4 C9 c- r, c/ a* s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
' R n' e. p" s. P
( m% r$ h2 q% B& c! z" w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 p' q* M6 n7 ~( g& ` ^) ^! E" q* Q, `" E$ I: Y" X
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)9 W0 o% {8 b0 W
, p7 K7 b) f3 b1 P. {, {0 f% R称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
& H+ I& {0 X1 c4 Y* r1 Q# J8 D# ?% g* C+ M% f* b. g/ k- B3 c, z
如此不平凡的黑桃A
7 B( n- H: S0 h f i7 a* X K' J+ K1 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! V( h) B4 W- v, z9 J
0 J# v z% B% L+ C& w7 f
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
, C" g0 q; O0 c" T4 ^5 O1 f( ^( a; w: J0 o: l! t$ V
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," z$ F* D5 f3 ^- z0 H% h
6 _: x: m( b/ T& Q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7 S/ P0 Z+ K! D# S! P) l' Z
# g/ W) M( _1 y" y
还有没有更多的A?” `9 ]$ `9 D8 ~* d7 i
! N6 v% F: w' @; u) O
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
; I% L$ s! ?# T! D( N
1 X" S. |( F( b/ E0 B不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
& U0 Z X3 |. M: e1 c6 c/ X; R9 u7 a3 W
没有A的情形:C(48,13)8 i% ]+ ?- w: v& d* B: i
2 P+ d9 g: [, u3 Y1 S
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)/ k( U( d8 j G
/ y/ ^5 e. F$ t0 I- t) f恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
( l: ]( k0 b: X% e8 _* ^& A
' Z/ t$ m# |( g至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)3 t3 { L' \' y( f' D
) j) W' v# ` 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:
( v1 b8 C* [& S- X/ D& z6 s
. q: s8 |4 Q/ a- s2 v% \P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/. m5 R# g" {- [' W5 }1 _
(C(52,13)-C(48,13))≈37%2 j1 I2 l8 A' w# X3 N& D5 n
$ W; h# i% W0 D" \! [; k8 B1 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
7 V1 Q/ g' G' W9 W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& ~0 j1 V6 q6 b; z
# U& c8 H" B) k O
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:) ]- }& I! H+ R0 F% F5 B7 o. M
( c7 x2 h6 X. t& s1 l/ @& Y9 O7 v
有黑桃A的情形:C(51,12)! r' _# A/ D) G3 E) J0 i
: e' s8 K4 }7 A5 H) D5 g% G9 G) A没有其它A的情形:C(48,12)/ ?4 ~( F: E' g* R
) P N, A, u4 V7 t7 f
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)1 F) j7 w) k- x; S! K- h
& |/ L5 w1 p% Z* h事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
! W. A( L9 O! Z4 X0 R1 N6 O" ~8 w8 S9 ^( _" p6 k5 V* o
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。" v* U; x/ t$ d
+ f! n, W$ J4 Z$ P2 R" c) F5 q* y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, ~* V* Y; p% T. M; E# n
9 [* L$ L3 B( R. e0 N4 z& ~+ ~' p0 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. G. S/ t$ _* q& C/ N9 b0 U6 n! J
+ `6 _8 R7 t, T你是传说中的死理性派!
7 s O2 S( u6 v& O/ k& ~4 b X, g* {9 h& B
6 T6 y3 h7 E) X
- G( g. c# I- Y7 C1 R4 ^2 a
0 P1 @6 \2 M7 ]. z7 x; G
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* t0 o; Z% F# H& T9 s5 w5 K7 w' f8 e! ]% n
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