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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 - Z, Q, M6 H8 ]0 I6 t8 Z
% Z* a0 M5 M* U" 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
: j V: {6 W( ^' J9 }' ~; d2 A8 o* K0 k2 i0 K% I
(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
5 y% p# G+ U6 }- D1 V2 h) |1 T2 f; m/ q. w. I
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,
+ @2 a, M) ^/ s; u# W6 F' g% e# h1 R( h) |
就算打赌,也要精“打”细算。0 L* p! ]0 ]2 x0 l
- H8 p8 P% v" G$ F) F
完美的DB
# J# [. l3 X: r4 l' J1 Z- n4 w. }6 `0 E: m+ x8 v' ]
3 A; q" k8 n* t W7 q: w# u
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。
' @- M. B; O, {
/ d/ p: p0 s: S2 H) m% S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
6 r/ q& B$ s. e. N+ B. u1 U0 p
p7 d3 n& q5 _0 T) E3 T4 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' w+ F O7 c3 A3 w$ p+ r& z) t: |7 I9 a
$ X0 _, M* V( V$ X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!1 ~$ b* t& A% ~ ?8 B, w7 p8 e5 U
/ _8 e. e$ c: c
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* w" N0 `1 L# _
u* {2 D9 ^# V7 o$ T2 D) s9 j) h4 V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
i8 G- J. i- W# k/ g
6 F5 w8 g W) C6 R5 D6 _& Y正,就会跟我们打赌:
Z" ?/ |/ M- Q( g: u# f! W5 A e. L7 k4 _' c
p * x - ( 1-p ) * y > 0* F. J2 D' Y# _8 _& f( P
q * x - ( 1-q ) * y > 0
0 K/ g3 \7 I0 c) k9 Q' [' @/ q r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* {, ?2 ]2 S( M2 l0 L* t, f1 B
0 p; `7 ^2 V. q4 t& ^ a4 d. Z( B1 j是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:" F: O: Y( H7 Q6 l
# X/ j. _# |: i' F# z+ I
0 Q# c, ]& s. w" u- g
! N4 j3 _4 c4 C/ k
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/ p' ?0 z2 S+ {9 a1 e1 y
6 `6 o% H4 Z# |, Y8 ?/ y" P) f3 k
“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 ~2 J6 w: l
4 Q# u9 e. l) S7 m+ s R' p4 [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 b8 g( I, U5 W$ f) o) Q8 H
/ m% ]6 D6 @2 j. r, g: R' w* T, k, Y K
三张卡片的骗局% W0 V8 t. n& D& r
# s5 s3 u6 B, | Q8 ?6 z
3 Y. s; F& u# f [. g5 f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
7 e1 o2 V: I; |. }! H: a' t: i
! m$ e1 K" W" _1 }- S% }7 a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 f& P/ f* X9 `4 B' y
7 b5 i( X7 G5 C2 r2 i
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3 m9 `! L7 X9 M6 J/ H' w/ i
% y8 ^( g. ~: O- D! \3 i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。
( V0 s( T' y* t; p
* z0 o. Q% n" F. H% p* i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9 B, s4 i1 X: O8 d
4 w0 Y" L# _ v$ c
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:
- T/ \9 S$ E# ?1 j1 M2 \; `! q: P* W4 Q1 _8 [0 a) f* C# T( x) t/ Z2 [
: q/ z4 B O7 i! P) M2 H2 N
3 C3 m2 W( e/ f* T2 I
?( n& |7 Q+ h+ j1 `8 I C
/ K" ^7 V+ P4 E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3 b/ a: N1 g5 A; |" z+ u7 P
( Y( g0 T$ n( u& H
的情形占了2/3。
9 F8 D& w9 R* U: G
* V9 N( S! ?4 D/ R1 O9 D8 Q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
/ h! W6 `! v% D/ g/ w: ]
. u! T" X1 b1 o4 m8 j: A- N6 v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
, ?0 r7 ^- ]2 ~: t" l6 g8 D& ] I8 ], y( `" c% S8 u- }
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)8 R; W2 C/ ?8 \' D6 P0 _
# K3 c+ o7 I. J, } r
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
4 [8 ?3 C( `& X- ^8 W; j! s" ^% [0 ^" q0 v) _9 S' Y+ |
如此不平凡的黑桃A
7 y5 j" @! V* R) E n/ x9 G$ I4 E: T5 b! y" F+ W# b: G
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
: k! _7 x: u* c9 T( |8 Q% u' g6 @& T* a: b
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
: b2 ]8 B* ^" k* b4 r2 n- r* L" Z8 p% [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,
4 Y5 O5 j& }- h: M3 {9 J+ Y8 m* B$ G' H! u1 A# y# |$ Y2 H+ y3 S
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
$ u4 K d8 z, a
9 g( C# y9 h* k5 I还有没有更多的A?” T+ R. S4 y5 n, T1 o
h' W* j* J2 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
: l! t0 o( [* y6 H+ @" r# n# x
6 |9 A- z) x Q$ B' I不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧: ]6 T7 X2 ?/ Y1 X4 n& V
. \: q0 V) K' d# R
没有A的情形:C(48,13)
$ m2 v; e4 q) G6 t
3 C1 I( e, G- _7 |% s% [至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
$ Y) V. }, r% Y% Z- c/ L" d
; l. V# f; u3 Q* _恰好有1张A的情形:4*C(48,12)+ T/ B) U" k2 H# v3 e: {
+ c4 S/ ?" q* S$ X) {* L! G4 [
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)9 H) k P3 |1 d0 d; b
; Z) [9 u8 q- f" X9 y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:
/ ?/ v. b. u/ V/ o1 _7 ?' s( ~/ @# d1 _
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
2 J# s2 E- p% Y6 l2 Q, R(C(52,13)-C(48,13))≈37%
6 `! b7 w) j5 y5 t9 q! L+ H3 b# {+ `5 b
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; n! Z& U; o1 a& u# o3 l- b
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,
' G6 K4 d8 S4 f" j" e U* ]; N: {/ f0 y
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:
q1 W0 m/ G. ^+ Z: @; D
1 B5 g Q8 H3 J' M; @4 ^6 D7 q有黑桃A的情形:C(51,12)
$ [. O4 c, j6 F# ^( `( M1 U$ v( U+ R" ^4 E% I6 @
没有其它A的情形:C(48,12)4 }3 {4 t! W7 ?5 ^+ k
& {. ]# r% F( q) N: X3 l7 g还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)5 d2 \3 |2 ]9 W
" Q& w7 F0 o1 g3 W7 Y
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
$ h( b9 b. a* \
7 h! q* Y/ x, V* x5 N. IP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。2 I, [# A/ b% y- q5 X/ H
2 z. y: v4 o6 k- E$ S& P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& p& a# v( f# }: a; ]
9 K: ~: A- Z. N1 i( _
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
' i4 g6 A, o! B* R/ \0 ?$ N" J
! X0 [3 X; a0 J% x. ~2 H你是传说中的死理性派!6 U f$ @$ Q/ g1 d
0 y3 J& W! P, v- x# M& i7 x5 X2 [. B. G
) s% I3 }( h; A
5 {( D/ P7 c' Z3 J9 z( C
$ _6 L5 y$ @$ V' ?1 \! V4 d g' g
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