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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
8 R( e. d: k7 C4 ^3 o1 S2 f
- g+ B! z6 J0 g. `" q1 n2 b8 y 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
V+ a3 G: I% P' x6 [: r4 s
$ y/ c" W. R/ e3 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8 j7 {8 `* X" c- o/ Z2 z7 e3 ^( c
! \% ^9 B0 l8 A1 s8 Q$ U$ q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 }" x& s; } M- g$ M9 [& X) B2 b
0 `% B3 H" M) l; {0 m. {8 n4 `& m
就算打赌,也要精“打”细算。) I) b- I7 ^& g
; `" P4 r, Z8 z4 E9 a- w完美的DB. `: A( `7 Z) y+ B! C, Z3 Y
; d1 D5 S) F7 F5 Y- O' R8 Q0 _8 z
- s: j# x6 \* m* G) _$ ^! 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。
" p$ F. H5 m; M4 O. h7 W& `" {
3 S ?( G- E7 H& V* J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/ r1 U1 x% B( W2 ^
1 d: E2 u+ Y; ^7 u. c/ {& 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
; j! z' `) g% T! v' N1 M5 B* G
% `" a) @ B5 z' x0 y; a8 @) ~. }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!# Y9 L: \0 D! J! L6 K# H. v
, A2 j' L2 f) c* j' m
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,1 ]1 Q7 R+ a9 u
3 H9 t/ Q- J9 O$ T3 x$ R$ ^' G
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
3 u. V$ a o4 F3 M5 ~* H& K3 S8 p [
正,就会跟我们打赌:* X# e! V( }! {* ~4 B
; U/ z3 |% w$ ^* ?0 U; C7 ?
p * x - ( 1-p ) * y > 09 U+ _. n/ D8 m- I# ^3 t" U
q * x - ( 1-q ) * y > 0
5 Y" T+ m, P5 `4 h1 G6 \9 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
8 O) O8 `4 ~) f/ e% X' n4 t5 @" {
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:( H8 U$ i5 j- o7 b" _7 X
' H' R8 e/ R: O7 t, u& h9 n/ i3 F8 o
% `5 V- W/ A4 x2 A# T0 U2 ^3 T* 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8 C& O8 m2 z+ {; ^$ a& D
4 a! e/ @- c, @* 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+ n) B7 b. j, d; [
a$ y. F9 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?
& W' Z! a& z$ |. i
( _2 l8 K& j. `: |2 Q& {% y& U; v9 o/ o, x
三张卡片的骗局0 W* V- O8 ~- U8 l# |' j
& S! S/ q. l0 M: E( _
1 [4 I0 Z. _1 R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
" W9 o0 j* M: B |3 I) m9 a' k! ~+ ]' _+ B, I0 j9 Z+ M
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
* }# j) E1 h' N4 P# O3 I) R ~! j& T7 z1 b& ~+ U9 b; }6 [2 R
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
U3 `4 `( Y9 U. j2 f2 q7 V9 g+ z0 C% F* I1 P0 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。
: s7 @3 g6 m3 a) q& y( X) \* n6 A$ `& s$ g H1 w6 _
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
) U9 `5 V7 _3 Z1 o7 l& P* Z+ g T) c$ I3 H- v! {: o
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:
1 n0 c" u* {, C, n \
1 e* W" X* `2 y
' O; q# R0 E1 v! o( `; b) J6 A* w5 R1 o; ^9 t( }
8 ~% [& v2 O5 h3 J8 v. Q6 ~
4 T6 o, g" ^5 @2 q0 x: u* V
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" V! j$ U' h) o5 T
" h! z( k C" s" O) r6 C$ I的情形占了2/3。
1 s0 }5 @; `% ]( [2 l* g3 d/ d# {( J' m5 t ^0 b/ ~2 {4 I! N
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
) y8 t2 i/ Q9 l" Y
4 y: `" y. N4 I K7 m9 R. u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 s6 _ Q" w" L( m& I# j
/ O' h' e0 I t$ q c) H1 W6 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)9 {0 l, x2 n1 j$ [
+ Z7 ]: {$ r! Z
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。, v9 v6 i7 b: O3 ^# m
3 ~2 R- V K \) q. d& }如此不平凡的黑桃A
9 p' y/ G" z7 `' S9 m: m
7 ~( M* `" w5 j, p- I" o8 ]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
3 v$ V. \8 ^9 }
6 l2 q& w; O2 W) E/ E) U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
6 n: x8 z0 C3 t
" X/ s) b4 A2 k5 {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,3 K( E5 G, E3 O: a
7 P5 p# j( A) @7 O- \ T8 p0 w& d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
! m; q' P+ g/ k- ?2 E
& e0 Y0 S8 B6 T' Y+ s5 S- O9 p. I还有没有更多的A?”) }/ C; K2 e! c; y8 g, r
& m4 F O8 Z8 A2 |
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 m# M- U1 ?1 L
" @* I: l r& `$ X$ r
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
7 Y9 H' ?2 u( s3 C }; k# j+ ]+ B/ g
没有A的情形:C(48,13)
/ e: p) w* q4 i2 K1 ^" ], U p- }8 u% a) K3 z) ]; V
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
: O3 @) L9 h# k0 s( }' u" \# F; t0 V% f0 \. K8 m# u
恰好有1张A的情形:4*C(48,12): ~+ N, v; b) }- y7 B, B3 @
a: j }1 z" B6 j- d6 D
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)0 x9 i* U6 ^. `/ N: s8 Q( F- O
0 m2 m! H: Z3 ^, _
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:
7 d2 B! A4 B5 }3 | t
& Q( u2 m2 b+ \P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/8 ^5 O5 ?0 b! \
(C(52,13)-C(48,13))≈37%
( M7 z; Z9 }6 ~* I. W, L/ M7 u! o0 e9 T$ e5 }
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" [0 w; n3 o' i
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,
6 h' s: F8 {. D0 G+ ^# Z
7 S* y- F0 i5 u" ] 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:
" I6 {' Q1 t l P9 e$ W- e! Y- {, n, f) x
有黑桃A的情形:C(51,12)- E# |5 }2 G5 i2 H1 K$ N: @& ^. ^' }1 z
; b8 A5 d- [% k c. i
没有其它A的情形:C(48,12)9 M e8 w8 [3 v R% z% ~) ~
2 [' A- z8 o: O$ a% m还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
9 _& T# k/ K) N0 e% r3 x# e; F) w: y& A6 S' @
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
5 L- B1 F+ e" P/ K! U! C& v+ H, h' o
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
$ D) {3 [, e8 v6 {' G9 _& }
9 b: ?) g3 `/ ^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0 B0 j; D' r- Z" G; w! _+ I
4 }- z- A, K2 ^; D0 r& c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0 F) u, u- l: |: ]4 g' T& Z& o
2 z2 ?) ^4 P) j. h你是传说中的死理性派!/ E! u- a# N. C) v: N: f0 ~: X
( c: M' M3 A# b+ Y4 O9 ?- k e
8 L) X5 F) `3 p( Z% S0 ^
% [& s; _3 u* _1 i* Y: W( P6 A: }7 r6 K$ Q/ v. }( m
; ]6 D2 U: {2 D+ [
) l7 D( L7 G$ R. ?& O- F
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