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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 8 g$ t+ O. S! |3 H2 Y
2 J1 r. S, a7 u- m6 @2 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8 l+ x! o7 i) N% @; \/ I' R) Z8 Z
' x3 t! ~! M9 f(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. f$ Y8 g6 L6 [5 M; n
) j8 L: ^7 B& y( 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,
+ F2 |1 d, ]5 a1 a3 l; Q6 x% ~' i! G7 \, g. v1 t( z- k
就算打赌,也要精“打”细算。
- ~( a5 @: X4 P/ H4 B) |+ |
! H0 d3 h1 q$ I$ P N; _, V P完美的DB0 f* a" H$ Z8 l1 g6 Z+ d9 C: d$ V
/ G$ z* M' \8 {0 o4 N6 O2 y; Q. P- | c: B
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。1 `( W$ w: Z0 {9 b; S: Q
5 k: r' z8 ?0 Z1 X0 `! x+ \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
5 Y2 h9 }/ h$ ^+ ~( u- i- [1 a% ?2 @& K X, u7 ?3 y6 B
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
& }+ o6 M$ ?1 f$ D, m7 f% _1 H7 c7 E9 l2 ?
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!' c1 r( ~6 v. E* R4 p% m
/ ~& a& j+ F 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,( I4 R: w0 \7 Y5 d9 m. J" X- v/ g
' G$ {& g1 O: S- W: u# D( o0 X+ x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+ K+ ^' |2 I" ?: {5 A& i
4 N0 i: P1 C {# h4 a6 }3 ~5 |
正,就会跟我们打赌:8 t2 {6 n5 R) I- g+ S' |6 L
3 W& @: Q& m% B- T
p * x - ( 1-p ) * y > 0
1 x n( |; Z# f) Lq * x - ( 1-q ) * y > 00 N5 q5 G8 _/ c" h4 c
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
' ^& x4 e7 n% H, ^8 j9 N7 y' h9 _
3 z$ J/ P7 |6 f( ^5 X0 D是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:. I `$ I! k- P! v: @9 H3 d
) A- W9 [7 C; `& P1 I6 |$ f2 I' O
A% Z/ E5 x5 d1 m7 T' b! C* N. q
2 y9 b' E& D8 x: x1 Y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 H6 c' z/ i4 i$ [, z
: e% U% L7 @2 N6 U1 s" T“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 y8 z) R1 K0 m" \6 F; ~$ |5 z& g3 I/ [( O9 L9 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?+ S: l9 y* l/ S: x
+ @ E9 k# C$ S
, W$ r1 ^# {) l; |
三张卡片的骗局
) F1 r) P9 V) N; C( [% q
2 V+ \# y9 Y) o( G f X( y" c, H/ ^; T# M8 I
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
" V+ Z8 L8 M( ~' O3 K9 D3 h {; p( Q
9 [$ p& Q2 [) s# H$ ~5 T! h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
# Q1 M9 Y7 p- R& ~- D
- h$ Y& P* j% n( X9 K3 ^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
% T" g" g* x9 |( T s+ G6 l( X4 _( v G- p3 o6 ^4 o" G) c
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。
% Y3 T4 L" P7 A4 T4 I2 v* L: W! Y0 l m
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7 r: ]1 m k- c4 `, L- L" v; B
/ P4 w) ]; u) a
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:' I% ~% W6 b3 S) X+ X; O5 s
+ ^9 V. k$ c3 f
9 L+ s" m5 }9 @8 C' i5 d7 M, `$ x
$ Q- d, H0 d3 e: G1 ]* }5 |
2 K4 n# e4 ^; H8 J" Y5 M
4 g1 R) [9 E! F( O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
6 i6 S8 X p& A" F/ h; b. c
! }" G! [- \+ f& ]8 [6 `的情形占了2/3。9 J2 o4 c, E6 `* O: O" b4 S( V
7 P; V2 U- w( f' L3 v8 E A8 r9 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6 v5 z( h( B3 A7 [3 F. C, r
8 _( t8 R; `' y
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
! \& v$ z x. f _; | `% y6 ^& l. r' a( l# G# c+ Y# Y
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)
0 G4 ]+ R# k& _9 [1 U* T4 T/ e4 g, j+ i3 ?' K% R
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
) ?# _: u& y% S* q% H0 l; K* {) w5 O+ g! ]# m/ y1 m
如此不平凡的黑桃A5 u) N3 J2 p. Q4 C; }" @* U
6 \2 u% S( V: {/ ` l$ z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' r3 i3 r% y, |; W8 |
& u4 ?! N' ]- R* A0 y" |/ o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) n ?1 P6 W2 P1 A
8 g4 _, `1 [! ~; r
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,' P3 m/ B$ |& \4 }; |3 J4 a
5 Z6 N2 B4 u J" ]5 `4 t
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
8 Z! y( q) `/ j9 B
/ f0 t7 q7 j7 v; ?还有没有更多的A?”# G# [) X/ I3 \6 \8 N( ~; K
* y. M" d: }2 d. L7 _. 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2 q" v, G' e9 n/ m, E
# Y, J+ I: { s不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
3 z4 W; i5 S. B- U6 ?$ z
, M) o4 P0 h1 o) d没有A的情形:C(48,13)
9 ]& O/ Q+ {; I; j2 [
. p3 U- p9 z- r7 e* l至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)) ~" C) P$ |6 x# ^4 `2 H
7 a% S7 n. R$ G i
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)6 j4 p3 F& D! K2 }( L+ M0 O
/ e2 I1 J( k1 r1 b. r. A4 R* \
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
- N7 X# T. U. \& L
1 c2 ~6 F* j/ ~- }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:
: M( w' C" n' n7 l+ V1 @. i) ^
# \* ^% [! w- K; p8 e9 GP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/" ~& D# l$ L, |- K0 A3 z
(C(52,13)-C(48,13))≈37%- s4 M( q$ n. w: ~0 Q
- H# `* M6 M* S# e3 n3 H
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
7 G! w$ y3 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,
2 z% V. n; F1 f* @
n: }% N8 @6 u% w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 H) N5 J- Q, O7 p
3 h# b3 d5 \+ |) R8 Z2 z. A% |, J有黑桃A的情形:C(51,12) |1 x% E2 t% Q6 f# q& p& V
, c7 G- \/ D6 O$ }
没有其它A的情形:C(48,12)
, h( y$ M; `/ m0 U9 D: a8 y8 U4 c* ]2 }& L/ B4 x/ }
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
& h- ?6 c: V/ E- e/ Z) V
4 S2 F. A5 a* x! e; a事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:8 P( {% W* l( \
9 B4 v- K( s5 [ i4 V+ Z. n' EP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。! S. o1 g, I$ A5 i; ^5 _+ J
1 I5 T% `& f) F: B: w$ \/ ]
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: k i* P9 Q3 ?- ]7 ~
- |2 c! h T, K4 M- u: i. c4 X' ]- q7 {/ o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 n4 r- Z' f' g3 r
+ d, i" [) l8 W1 y- h. A你是传说中的死理性派!
6 }& {5 ]9 B0 T7 G# h# m" p% S4 _! q7 d
1 \# v' W* _: L" n- D/ Y- h1 h* b9 z; m* d9 L4 m2 V; u
: H, u! i4 O8 \4 D/ ?
( n# V( s- l: v& |: @* C, k
. E! m& N/ N4 o: w) e- g# S
$ k& v) Q) K" x$ O2 X" S N |
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