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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 & x' _+ _0 @% h3 J8 m
/ a0 I4 Q! l1 L2 J/ c' d( S$ r
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( }+ A* m k: D+ Q5 J
1 n6 C* a# X; L* m0 M5 Z
(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& v: @: Y9 l/ i# v
* p- ^$ t6 l% g0 h1 p* Y. g# {0 v
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,5 P/ b% R$ M7 W: z
, D8 t5 \4 F, j6 I x& w
就算打赌,也要精“打”细算。
- D( c6 q3 \! ~+ |4 P b) W; F4 B- T" d3 ~& i2 U
完美的DB! }" Y/ e" _9 O7 f; q
' M; I, I% Y0 A
. w: A2 ^% a* X6 zNBA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' D M0 k, @ P. n1 ~
% p/ q7 E0 K# t3 k0 P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
; B) N0 _: ?6 X8 j" J
$ Q* _4 ^) G3 w9 ^9 O& y6 Q, H9 y- \' g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9 G' _4 @; x4 a$ v: L% Q& @
0 ]3 f: x1 \! p: n6 F3 G G5 w2 C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!! \( x' w7 x. {
' i1 s( s# y c* t" q. G% j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,; w" @' i. q2 ?/ L7 l3 ^
1 i) e- G& U4 K7 R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, t0 T. _: W' X0 J
/ d8 q* ?& y% D1 i! {! g2 J
正,就会跟我们打赌:; }( [9 y- T* N. [$ z) J
. c, E8 q$ [" g0 ^# d% `
p * x - ( 1-p ) * y > 01 N x6 D5 n; H6 Y' i
q * x - ( 1-q ) * y > 05 A+ ` [/ G# E! i2 B( T' S$ {1 P0 g
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: R* U+ V3 R z) l! ~. o3 p
+ d! r9 {# f& L是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分: _; y3 W: L) }' P: K; A
/ V/ [, I! {6 G7 z: x- m4 v0 z' l/ r. m( ~* P: I0 T/ D- w5 k
# W8 i% b, E3 R& u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; q# `2 @5 \4 u2 z( G
' I' T6 E- H) u% N( f5 b; R8 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- k% F( y: o; z6 m S! G4 ~! c
- ]* U) @! n/ ~8 Q- i
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?
" k% I1 ]. D8 D* \6 j! C, G/ g" w
: g$ }& |0 L% P/ j
. `6 r; u7 Q8 I5 z6 ~6 r三张卡片的骗局
) Z# J& M. S0 D5 N# a* q8 n( D6 `$ T+ w# j
5 S! j+ C+ I% @7 [: ^8 V2 p9 p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! J* l0 z Y' I; v5 p
! P' G7 s) h; F
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# w* S7 z/ z. \1 j( _7 i# T
% _9 ] l, b' b# C& ?# 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
/ R7 `. P1 R3 V5 ]1 D& ?- m+ D; j/ s7 o1 j7 t4 O
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。
& C4 g$ y2 D8 D7 T Q T# I1 {/ d( x( G6 W1 m% M' }3 }1 g* e# C
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
( M( v/ X6 W: g
! |0 b& t3 l5 v% y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:
0 \. ~/ l3 p0 X; P9 g( @/ ~' h9 y+ \7 l
, v$ ~: }1 _& K
/ ^4 o: U/ G* q+ y
' \/ t+ e; ~4 d) r9 \' O& Y" t; a! S, y9 [( p! h! S1 ^: N" G' g
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
( i( v0 J8 r* ~ a% S: Z d K5 D& L2 c. a# N3 Y* t; {) L# I
的情形占了2/3。
! M0 ~1 U& g' ]! ]" \5 P: j& Q9 i+ o1 M- X
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 ]/ M( m( T R8 N0 e* _8 e
1 V E7 P& R- Y4 E. Q; q 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
2 Y' c8 n- G' D. w. G1 a9 M5 I' q$ z! |4 w6 w1 l; t2 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)# ^( M1 o) S) k1 ~- ~: {- W( C5 F9 v
3 f5 s0 P, n' E1 [+ x
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
9 N' d- L: d/ ]2 b6 S3 w$ `0 ^3 ~! u7 e9 F4 Q# m9 E
如此不平凡的黑桃A
, w# f) V. x9 q% ?5 v! F( Z- n. B* Z5 t1 t& r& J2 ?
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. M1 h- _0 h0 T4 \3 V) h
( e7 `) W1 I+ A. ~
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. l# x+ y+ b9 Q
& W% Q7 u7 ]2 x
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,
- o7 b+ d8 L- {8 ^6 }" d9 z" h) T! i% R3 q9 k6 Q+ E, s0 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9 `, C0 z& V* z$ A4 c1 d6 Z
0 A6 z# L- h# k还有没有更多的A?”( y3 W8 y: I, N+ \; D4 M
+ }6 v, t* r1 ^4 L+ A" T3 O7 T- N! F
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
, ^8 I6 v9 {) `6 @1 B
9 k B1 ^; k) f$ ~/ j N; ^不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
( G z$ i- ?% A/ {4 g* H+ R! W
5 Q! S* Z. [8 f l1 D没有A的情形:C(48,13)
2 f! h) a; J" N* h1 e/ b
' p9 U x! R1 p. l I8 a至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
8 B7 }2 X8 l4 t( m' Q, C, ?: x+ t
; v: ?# ^2 K. s9 y8 g恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
& F4 L+ Y( }4 w/ u* [- g/ E( c
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12): `& I5 x5 j) y8 Z
( J: o' z6 A6 M% p, \ K8 \$ {
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:
" m; l/ T7 T1 ^& c6 k* a
- `, I3 S/ B2 `' |/ |) RP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/; L6 }( N0 m/ e4 Z+ w/ {
(C(52,13)-C(48,13))≈37%" W* d, X2 s- {, z# k
% } n/ [% D; |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- |( c! q! S( F+ U4 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,
. c! a( d( K7 ^# x k9 z, `; \" T$ @9 S' { s! _5 k; d9 X' z
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 k1 k0 ]! U& f" F4 o4 e
: O& R* W% D4 ^
有黑桃A的情形:C(51,12)
7 M5 h# C/ B' w/ c. ^6 O2 P' z0 N0 |
没有其它A的情形:C(48,12)
( B* J, z4 |0 j, M: [
4 d- g/ h, @+ X6 o+ L还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
9 _1 M8 _6 L3 y3 O
" d$ t# h, q+ b2 y( W事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:1 q# H. d- K" H0 x! u
/ Y& X- S1 D. O0 KP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
' u: t* Z$ y1 |8 ?& r. G S( w" v9 c7 i1 A! h2 t W
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8 O9 ?, y1 j# N- v; G* E3 P" }) w$ {
4 S, z; z/ B, Q# p+ [1 {2 x' Y$ m
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+ i7 W6 s! C) b% i( J' C
" N/ G2 m8 B9 ~5 p; j! t你是传说中的死理性派!- R& r. n: N4 H3 V" e
% y* ]+ t j1 [, v4 {% U
1 x5 T* X3 b5 n9 n! |' @% h1 q2 B! i
; @+ J% Y+ {$ ]4 c1 ?1 {! ?
Z) ]7 Z/ _" ^2 R
3 y# B0 X8 A, u( u( t& a
8 Q( r( u1 [- h8 D, h w8 {" Y: ^ E
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