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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 5 U$ ?) v' b+ W- u" M
) O: `( t B' d1 U* e% ~- G- R" 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
' t7 S; I* q. i. s8 i
4 q& Q( F- P- g5 e5 W* W! B8 h- X(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& X- r/ G' }# j" {/ X
& y' o d& ?' w+ L* H( i8 @
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,. Q1 Q4 B5 G6 n8 K$ q
" N3 E% w3 v3 q$ c就算打赌,也要精“打”细算。
9 c: W( A4 j) U( S. P" O
$ i' b$ c2 b% ~8 o0 ?完美的DB
2 r! U: k! J7 T" n
2 i4 g8 X( e7 f2 G9 O$ \8 f+ G; o5 g: h5 ?4 T! \. R
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。" k) o$ u) o5 F) ~2 ]* O/ q/ N ?/ p3 @
5 {1 q5 b4 E5 V) V0 v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
' {* S Y, f5 b2 L" ~
4 Q* i4 a) _- H) Z4 ~5 r% C/ k/ M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6 s7 b- H3 ]# @+ _
3 q- Y! V7 a* ]* U4 {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!, G7 y! N1 U# i# M9 w, k) c. h4 f
9 N2 v4 S3 {" y3 t: A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,
. G7 U9 J2 t6 C* i2 J e* y$ s$ u6 j( 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
$ Q0 }# }. E* Z) f% k
" W; H7 x: k/ e8 J& }正,就会跟我们打赌:
1 c$ p8 i5 d4 r- V3 z& [4 K: y, {6 `: @
p * x - ( 1-p ) * y > 0
6 p0 G7 y- ^2 wq * x - ( 1-q ) * y > 0
2 J3 Q" l8 U- T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4 y" ]! L. b! A
) u5 L2 A9 ~, v( s1 N是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
. z) b/ ^; r' G7 J8 d# v2 _" T j& i
6 U( v# @9 u- D3 G
6 e7 ?2 a, ~) t+ v) W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 G9 P% Q7 {9 O
* r" O: T2 c" b2 k, U“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
* K8 q! t5 L. C8 F2 Z0 e X+ J$ B2 ?8 j& Q
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?# G' m. ^: M) w9 o$ X
: y' x7 X# T$ U, e
% v# h" Y3 l3 M0 t! U2 p3 J2 j' y
三张卡片的骗局4 b; s, W* q; O) s
. p1 I z* c) y, j
- V& O4 l! R z0 l5 h) W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+ A" x9 \) h9 D/ g9 y7 G) h# ~
" o* o6 l2 p6 b5 R* o! P
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$ h9 l3 j. F9 D k5 J$ c
o* I8 V. A' n4 e* U
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' ^5 O: b) T2 m7 \8 H9 i
& C1 s' _9 j( i0 @
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。( ?1 p9 `9 e# J" t
; N2 Z7 K1 Z5 J
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
. z5 j- E# v& L% M8 ]6 Q: r6 }) b4 F# h, A4 L, H* Z
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:) j3 u! l6 _/ l) `) G) n
. Q4 {7 F; u5 r6 G( ]- V% _$ l0 C% { ]% l: E+ ^5 }
* [4 G1 R8 i* f! t. H
7 w6 G! I9 b% p0 X; _7 K0 z2 ?9 ^7 x8 x' N/ n
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
9 h( m& ?( q/ p/ o- X$ n. F g' a( x
( z! Y2 t: U& ]. x/ s+ `9 x( T的情形占了2/3。
, B# U4 S) ]/ a
j" H2 K# z% N- w x1 [+ k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
5 i: {' Y$ C) e& T
4 N4 ~" O. G1 ?. c2 \) ^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5 s& Y2 d5 p5 x) D
$ Z- p# N+ l. v0 ]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 c' ?* d0 E A, i9 _8 j p& d6 v- F5 W; }( p" ?
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。7 \ @2 S5 u, d# U {
8 |) w% |* R8 k" y
如此不平凡的黑桃A. T& K3 p' Q6 J$ A; b
9 _; R8 G/ y/ k3 w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# o) k! B# R: ^6 |0 \* y9 m& K* Y
3 {0 q0 u* ?( E( n1 R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
/ z. V& S1 `5 S
5 m' p8 ^% }1 o: x4 P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,8 ~$ x; c2 e- k' f ^
) N9 {& j: N4 [
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: z3 U: Q% I1 u5 J' R
3 k! B; `# K$ F* x+ Z' g& F* ^: W
还有没有更多的A?”
$ o" ], e, ` W2 F0 J: E# Y' g8 A! B# }* H- v5 z, V: {
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+ }, ]( i. Z6 U; s4 B
7 b. K( ?$ q( E* E: v
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:$ `4 x, ^3 G) A9 Q9 A/ {+ ?
/ d9 T$ U8 d' X( [没有A的情形:C(48,13)% R! h: H7 x$ U7 y' ?& o) _
$ [' ?) R& v5 U+ V$ i至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
2 t% Q7 h' H' x) o
{0 s' v1 {" \0 C( F. D恰好有1张A的情形:4*C(48,12)" W: x @: H: Y3 O
2 I5 w1 N+ x; V* b" B( m' ?
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)' Q+ s |4 A; b" L* d9 ]9 L, d
, d/ F! n( t4 ?: x: ]
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:
: P4 B3 L& [6 D$ {% M7 n
7 Y" C2 x7 L5 @5 A5 A8 l( ~9 UP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/, i; w; j0 i6 T9 l, X
(C(52,13)-C(48,13))≈37%! {6 b2 O- N+ \
" j$ I3 g; c7 H) y" z q: t" c, D6 Y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" t/ r& }5 i) O9 k+ G% O" s9 ^& `( V
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 P" r" \. r" {$ ~& U* v' X* d4 x
; h! u' ~- g2 l- P8 z! U+ |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:2 h6 h5 w4 A) B3 G" D; W; ]
3 j9 f* V$ V0 ?% V
有黑桃A的情形:C(51,12)
t: Y8 D8 V/ {
' i7 A9 f. l4 `( s没有其它A的情形:C(48,12)5 A7 k b5 Y: @- V
m. `* ]+ V/ c E, h还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
7 R6 o+ {" [/ E1 L( w
9 I& r1 g b6 C8 h* a( O! a% v事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
6 K5 }* h0 S5 D$ s; C$ W- g7 G
( `( U s/ b0 R) w" k0 F8 zP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。/ R/ h* _. V# w# E
/ f, R3 ^5 _" v! z/ a9 m
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1 Z) ]" g7 \+ ]! X
a9 c( b# ^# L* p) h1 `& Q$ T1 v1 `8 B3 S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
4 J @" W6 p- a; A+ c, C: W P" T5 T) H$ I' M
你是传说中的死理性派!
. Y8 G u. k ?8 f; N8 F1 ^0 h# D9 P1 x2 u) z
; [, q; {. [/ I
4 \" b; j: ^$ F+ [$ C7 E! J( b
1 W: D! p7 V( i" y8 W+ k* \3 H& E9 a' t5 J% C
$ Y2 h- L2 ?; d8 f
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