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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 3 U1 X$ [& F3 k/ S+ F
Y# [! E* T5 R' ^4 H) n 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% S& _$ I- H! }5 b, \
* l5 a3 A/ r! |" b# {+ \8 h
(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% w8 y# ?, s2 z! g0 g
. ^% M. C& R: x3 I5 L
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,6 T' E; Q H! P/ C7 U& @7 j- l
) E& W, c* X7 w- r就算打赌,也要精“打”细算。
: |7 P- f, T8 O) H H9 F- q3 G) S% a# L, c8 v7 m
完美的DB
; [8 i8 ?2 p/ G. \9 F3 Z$ @, G9 k2 O. s, J5 l* U
% t0 q0 m# c" V; T! _4 [2 TNBA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。
; r H# b% w4 t
2 ]% b* X! ^% z9 d V0 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( x0 M# Y3 o% s! e+ b
+ [& _) T2 ~* l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
/ [# Y3 l/ @0 u$ `% i4 R* f6 }
; |+ r1 `) r- R+ ?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!
8 ~ s% {4 Y4 N, P9 x+ c% P' m9 e
9 |; D* B) W m3 H2 p% U4 O) 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,( M4 @, g0 `0 H5 [1 f
8 R% d% h) \7 W! i/ z, F1 [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
" n% E( p; B2 n6 b: Q6 f: C* j0 @4 W2 h* {4 N1 H
正,就会跟我们打赌:
3 k. \/ O7 z) \5 g4 p; g
8 u# B) N' b" V8 `8 I7 Wp * x - ( 1-p ) * y > 0, v" ^$ @/ E, ?- G! b
q * x - ( 1-q ) * y > 0% ?5 y* r s3 I
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
: o3 z; P( b- I3 l+ D8 m* K. x8 Z0 e6 d& y
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
$ ]; ?) u) h' v. h. u: C, z( ^7 A; t2 e" ~* R3 @6 l* d
. _9 u4 c5 H4 u. F: R2 b% L/ ?+ t4 }4 @
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
9 l8 U0 |/ j8 d4 d. d1 i8 E v
; ^) d& l; O" F5 j0 c“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
6 A( R& c% b! P, W* `7 Z- n" ~; P# {' @
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?
0 ~3 j+ a0 l. O9 d) {+ Z- t" F2 w y* ~% R3 q* e3 R
; d+ V3 {0 e: ~7 @7 ~
三张卡片的骗局
: Y) _! f- n, d# K" Q% d1 \3 l
2 t- b; S& k4 T: ]# \9 C' I! I$ o, z; ^- m) g
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9 S) D$ i& T/ J; A
# N: j4 D( v3 ^6 d. n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; s2 {# k% }* j! f
* Z8 _; O* v/ M) c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/ z5 ~; x6 e6 n& h$ a
0 a( g/ C; S2 T. W& J# t3 d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。3 `6 ]( N: L( P2 b: z' H
' @# P5 \# ~4 y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
6 E+ b$ P% R0 b9 r8 ?% t' q& t2 X1 q+ R" X* `% f2 j
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:$ i4 j( u4 m- }
/ X3 d c. y+ k9 \* L4 I8 V4 Z+ Y- \4 l* n! c$ U8 y+ ^" G
$ n8 d' \# ]8 L4 v9 L) b0 U5 \. ]" e( x
1 l3 l1 y; w0 @- A
& h4 `4 I& g* y( o) X4 x7 M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
8 m4 j+ k7 z/ {: v- ]/ p( p7 Y$ d5 [9 @& ]
的情形占了2/3。
2 V5 }' J) M% |9 @# \, f) X: ?- p1 o5 Y8 M# t
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
% Q7 Z( J9 O1 }- k. {' a9 H3 M5 F0 F: O2 h9 C
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/ E" {# L! z' c) `
) o+ ~$ c1 E e8 j3 w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)/ y0 P/ ]7 V5 O: G& ~" \
* G5 g/ d) C. g% G( }
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。2 L1 ?4 }. s1 I `) i( ]1 B6 N
2 L2 N! ~* {6 C, f4 Z如此不平凡的黑桃A7 D( A" m' d L) S* J! h
! h$ o+ B" ^/ e) G# 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: X% j: L! \4 d, Y
, `2 q/ R5 n3 o0 m: e
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
0 F/ d& b: Y) |1 ~' G' l2 b7 U4 a) B( `/ D
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,9 M& w/ A) d; W
5 ^: G( s& s; N; Q8 ?3 {: E
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2 ~/ G0 t% g' g; G2 w. a
/ |' j3 w# Y% h7 M# d7 O1 k还有没有更多的A?”5 O5 d! Q2 D, C5 J/ m* Q2 s! ^
0 e9 j3 M) A6 P0 v3 h+ ~. R
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
& i1 F: ]" o$ s. I) T1 D/ y, x# t5 n1 W/ \- \
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:( G, O7 z$ J, Z- T1 T
- ^" S9 f: L# V5 ~没有A的情形:C(48,13)
( l, w. V% e1 B9 }5 e' y3 Z: @% w
: C' L) t# @* T) X6 ~ A( U; }至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
4 {+ c9 N# @# r3 `
4 K1 `5 h) K. g# D- {6 W恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
! F+ T, |! b I8 Z( I4 Q9 ]1 u* @( z8 y0 C9 n
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
* ^! C- b3 L1 t4 s" M+ s# Y: J* {( \ }' D3 |' d8 L0 U
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 r7 X( ]! P2 W/ ~3 o4 Y" x% u: Q+ f, {, J9 z
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/' d8 O Y* b5 }. T5 }& Q' o3 ^
(C(52,13)-C(48,13))≈37%
/ k4 L2 @* @0 w& P$ m
2 @( C! D- h; ^$ F p5 u7 U: 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
2 {8 U* F0 C/ j5 Y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,
7 i9 {9 a+ d! u5 S; _6 t* E' F/ |, r" t) X. ^
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 Q5 \' t$ k$ d0 H) c0 A/ K
, G$ V: k4 C& a( M8 Y有黑桃A的情形:C(51,12)% n( N! t/ B3 [
; |, n5 g4 i0 X$ w$ H没有其它A的情形:C(48,12)3 F, c n3 o% e$ }# F- ~
* x1 W. J j" n还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12): e5 D+ T3 ?/ t! L
8 t2 F5 Z' h3 x+ H$ P. p3 L3 k事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:$ \8 y. Q" u4 a9 e* w
0 y4 D; W# K5 O1 S4 B
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。* o5 \- l2 S9 _* m! y: L& n
/ A. D) q# }- J/ C
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 u* ~" _# H6 t! E' Q, J' D, {9 r g6 h+ f9 Q6 @
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
/ A+ |* k3 K9 Y3 B6 `- k9 b& r8 L, A3 P
你是传说中的死理性派! A9 D, d2 k, V( d9 k6 C
: ~( `6 }7 H3 R6 ^
4 i$ l% h4 e% b$ P- J
* s- g1 I+ C7 r
2 W, P' |( J9 F/ y
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: J. P/ `* ?; `% }8 a* ]5 A
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