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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 " M( S5 P1 b7 ]
4 w9 ]" A3 V/ ~
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! m* Y- O. W2 o. c# l- H
- p0 X+ p- \4 C: x1 q
(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
4 l& V F, s$ b# ?9 N& P! _* q
3 R; h# W4 }( q+ Q1 C3 O# e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,0 t( I4 o! r9 e
1 g# z1 `6 m0 i3 G就算打赌,也要精“打”细算。- o" y w9 C8 Q7 k! z t9 @
5 V' n! @# A$ y3 _完美的DB. {( s% `6 ~6 Z% H, d
% s/ E2 o0 b8 Y* v& e( L9 \) ^- I; L) j, T6 |: O( _
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。
( J+ _2 @+ p% B& W1 ~7 ]( z$ e4 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
/ h4 f) S. G/ \
! T9 D5 N7 G# v! q! e4 U2 J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
" l) a% x. O8 m7 a# G, |' G' C" C) C+ F( ~# I8 {0 w
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!$ G; v% a* N1 p( H! k, ~
$ B; j# I" E E& V. g$ S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,
% n: R' a0 t& u9 H4 Q6 U9 M" j1 a0 u: ~ Y! X2 ]& u @
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
* A l( s- ]: |& \( P1 C( I, q# [: g/ [1 ~
正,就会跟我们打赌:
3 Q8 J) K# Q( p/ t/ [' X
/ I, H1 G6 {$ o% o# [% r8 Vp * x - ( 1-p ) * y > 0
; i7 H1 O- D, v+ n% O8 zq * x - ( 1-q ) * y > 0
0 x1 {, [! [# v, K3 }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 |; b/ R2 N5 c) T$ I5 d$ }& z! s' H( e- n
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:0 @ B2 `0 w% o
* ]2 R1 U! ?4 T7 r3 n' {5 v& ~1 Z) o3 [2 t) T: T
- ?$ Q0 |+ g/ T* H- X1 W5 t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2 }2 }+ d9 r9 S- F9 k" _% H& H4 ?
2 G! L. A- Y! s& h
“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9 o+ {8 y) ^1 m9 L9 H4 H0 u1 p6 R
# f z$ j q! {/ M/ Z
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?- H4 q* s7 o, {2 B: e, s7 y- z
& W+ R9 @% l3 e5 Q
2 C" Z$ p2 k6 E
三张卡片的骗局
* ~8 }3 [/ N) w: D6 M. }
& Z, b: @" h( e7 O. A3 P% o. R. }) @' u W) O! {
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
3 l. Y, s. q8 Q8 f
& b& Y4 n; `/ y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
8 S$ F# B/ T, K4 }, g y- l, p
- n j9 ~# k; o* x# F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' w( A4 b' x% y" f
# t0 z; S% `3 [) y9 ^6 }) z0 J4 Y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。& B- ?" A% K* S/ m. [0 x/ C; }
l1 m0 W6 z* a9 G" O3 l, u2 N
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
! Y- r* e$ V8 W8 J* R4 ?* F" B2 N* W% ]$ ~4 }6 I" M$ u
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 Z- w! J0 v! J5 N$ k# u
; h( X( [5 A4 T) _ t' Q
" i- o, O$ R/ @" R0 W' T
( p) y# P0 D+ s
% f4 K8 O+ Y, J- i/ s& C- h. `7 `
, K6 _3 B3 `' B4 @
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
. A- q" t# _) k
: q5 e+ S. a2 @. u. d( w的情形占了2/3。
. k$ ^2 h" l( }6 V* V3 p
0 k1 c% D, X6 ?/ G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
8 j. I6 N# [9 M9 Y d! B8 l2 {* l# u G. I/ q
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
" L+ ]( ?( b, ]$ a( ^, u) [7 e. ?, `: e2 D
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)
a' C& y( N* K* O4 Y& F# U. _% M( U3 Y" t7 [
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。! F4 m# [; b; d( v4 B, s5 l
: i% C# y9 b! W6 ^
如此不平凡的黑桃A+ K( [, N1 q7 }7 B t* @+ p6 P% x
! Z1 I4 P% A4 K, q
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. T* q# r, h6 j5 v0 _3 q: n0 s
0 S. D% ~* M& ?; ~, N# Q
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% h4 X2 l7 T7 U5 Q4 O
5 S+ i3 q7 B( I" j6 f2 [7 e* m
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 }7 S' X4 @6 c4 @% u
% H/ h6 g2 [, R; J7 z. b, u5 ?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
& G# N) s9 K+ n% r" |% U! x7 h# w0 G$ [" f- ?" z
还有没有更多的A?”
( n# u/ T8 N& l/ l1 H! N9 p8 j" T' q
( `: k0 Z7 `1 | \9 H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
/ t ^% W; c: t6 K
' G8 C5 @" |8 \不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
3 p. N# E/ e( h# g+ ^
# m" w& s) G& V+ k- e$ [( a$ ~0 T没有A的情形:C(48,13) D! p6 `0 F: T" d' |
. v. o* w- \8 B6 I2 t) {% F至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
% b6 c' H5 ^4 Q. t' F$ k; Q1 h1 T. h+ v& ~/ G2 A
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
" f3 {" Y( H; S# c$ c+ ?
1 c2 k6 j P% l( V4 i至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
8 Z( D& t6 m+ `
% X2 ?; K; W) t! q; 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:
: A5 z0 l: z" \4 r; p% u
" q" _+ ]+ @2 Z1 hP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/2 _' U& B" j& x. Q9 Y! J
(C(52,13)-C(48,13))≈37%
; |6 T/ g5 g) x# v$ B; Z% X1 f) O) m5 s4 \5 f4 E7 F) a9 T
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* h- K+ _ ]6 U
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," ~( h5 K, {3 J8 w7 A5 s8 j9 a/ y
% v; {9 |# S; W" l3 Q6 c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:; h& h. A3 N0 B$ O
. e, I1 a* e+ h0 Q |* w$ H有黑桃A的情形:C(51,12)( V% l% }* ~2 G. ^3 W' W
3 ?7 \: }. O/ @/ h) ~2 p
没有其它A的情形:C(48,12)
) `5 [7 {0 E2 m) [! ?
A% w* L; y/ ^. x还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)0 }3 C& d4 j5 z! j4 J
9 Z& U! M* k$ W3 t事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为: S: p5 z A4 g8 d" N$ F
# [" m' `: T: g& @/ z. P
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
0 |1 |" X% b+ U# V
( t3 _& f4 @. a1 a$ N8 M1 {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
' F0 k6 Q/ L! v. {% M& O
, m, o+ ~1 q5 [1 ]4 Y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) F* H) a. m4 J7 a' r& U
: j7 h* `* g8 C4 O
你是传说中的死理性派!7 G9 T$ k$ v$ J0 Z' t% p
6 Y" }, A7 ?9 l, t/ f
7 `* |* K& g: O" I! a" d" m# P
) m( H& Z' t" W( t
0 o- P7 B3 }# k) c) \) ~
' N" e4 {5 u% ~5 d. }4 k7 E3 U; w$ S7 K6 \4 R% \2 A E4 g! H
- H. }& Z: D! @3 s' ^/ R' J
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