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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
# f* `: D! F. a5 J0 K6 ~
5 o; B' @. _. U3 k0 o 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( n$ ^7 S. a4 r9 o
" ?) \; J; g+ Z4 s6 z( g(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
- D4 z& h, D* u. U* g* h% I5 i9 p" V! f1 H, y
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,
( [" }- v/ h8 F1 `% ]
/ [7 x- l2 g9 Z# U; h: p) B# [0 \就算打赌,也要精“打”细算。
: q. i% R3 T# H$ Z, B. T$ ~# F! I$ \( B' q) ]& O- @/ |' {
完美的DB) { G8 k% u+ @! v' ~: z
t( D0 M5 U3 \2 f. t$ p+ z" Q* X* |
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。( F8 I, l1 K/ y
) C) i$ n7 t3 G# m6 V o; 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
; G P' H) t, W6 [* A$ p
* r: P% s5 L4 N7 ^! 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& z+ a! G3 C0 k
0 y: A, {4 g5 i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!
* V5 ?- C6 q" }: P) e- d) m8 L
6 H/ [# f+ ^4 _( g1 ~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,
" P- V0 c/ Z8 I/ D9 b n- j* m! ]4 l5 v7 [9 q0 ]
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
+ e8 g" d8 J7 V6 n5 ~! |5 u$ B
& @1 a K6 F3 _, D9 C- f正,就会跟我们打赌:
j% ~/ ?5 K( o/ m( M
1 j9 d: d9 @% w2 R4 t/ M Xp * x - ( 1-p ) * y > 0) g; [7 j, F- ^( g! P8 a- r4 p
q * x - ( 1-q ) * y > 0/ L3 \5 V& g( f4 G" r8 y h5 d
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
7 {. [$ b& m- K2 I& \. i, H+ u7 |9 j# ~- r! Z6 i& \( o: g+ y0 i
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:3 |- {) H+ y' q8 y, i7 D
$ {; Q. ]7 W; T8 |1 e* s
* u. m& o& [: X& X h& q* n/ K( M' V) K# R
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- I$ r+ @3 d' P' b9 e8 i! D
1 X/ ?5 m: {, V& P) p2 q“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; a* g1 A3 O0 R. J) w6 o7 Z# a
6 w. Q7 A. m8 |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?
1 g7 f7 ^% Q; ]+ h4 X( b2 U
/ _' w% `% E) x2 A
6 _, W1 r9 ?4 Q. p+ i+ j三张卡片的骗局 H8 {( y& u4 k# I- v4 ~7 g
4 S$ v' v% F% {+ \. X! e* p5 b6 X1 W8 T, p
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
* C: `& t n( f3 v) ]- K! @- F6 a) L/ C* P# G
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
: }- n' h: {) U' e: z6 d+ t: z* h7 N& q/ r* E4 t8 E
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 K9 M9 {: C* l3 p5 r% T
" {. \' l2 g7 N9 [/ _# K7 Z' T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。: ` }/ R0 b3 Z! j6 J: T8 a
* X2 G+ ^8 C! [6 I$ a+ i4 e" ~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. y6 H' d* d# F0 p H5 I* z a
5 h4 ~4 c* t6 F. M/ g8 I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:
8 \5 D& l' |& [9 C$ U& J! S6 h
: p1 C# z3 H/ [) r8 d( n8 N! r& [6 \9 _6 G8 |. Z3 c
! K; K0 V1 |# m- }) A8 n
J6 T: n3 F* I3 q' e8 T
% d' E2 E& ?9 E! s8 q5 @. `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 k* V0 C6 T! b5 b; c
" P) M& u6 s7 q1 L* X( p的情形占了2/3。1 Y/ X d7 t# n
+ m$ _) C6 S' S
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 j: s' H" w9 t7 G; G: t+ i5 `# o
( Z% Q6 m4 P* c8 p) A& T0 `( ~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
; ]" m( @9 m- A* \& T
6 }4 a( R) R( F B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)
, A8 p& j9 G7 c$ n, d- n6 I. Y: d+ b3 a$ c& F# Y4 a' L7 N; e3 b1 y
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
6 o) K! D) ^0 g
' D0 e' ^) t h+ v w( O# F/ \, d: s如此不平凡的黑桃A
9 ^ G3 i1 k o. J' j0 ]7 g |+ V. O8 B9 r9 n7 {
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
t0 S0 E3 Q% ^4 L5 E6 g
4 X# r# H. s9 l6 v- V: n2 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
- A; |" H+ j* `
2 U4 |/ B1 c3 j. ]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,
+ V* _& m, `6 p: I! q
) N, d& ^; Q0 ^1 I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- X; O4 ?+ Q, h" ]
" w# z) E1 [; A3 d+ V% i; |. L$ n
还有没有更多的A?”
. a9 p' T2 O$ h; \; W1 ~7 V- i$ U6 K: u$ E3 ] V' E' u4 t7 L+ F
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
?9 r3 S9 W, c0 `: g0 q5 M& i6 P
; g$ c" N( S' N* w* X不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:' `" W0 f) g1 Y4 o
7 t5 M5 _' E6 t! U6 ]' q) U3 \
没有A的情形:C(48,13)) I8 W9 R* K, P2 v: D4 u U& D
1 n5 {2 A/ m( J) X
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
0 T9 }" Y0 l4 A& I- F
& J+ y/ ?, H. E4 N- Y M恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
$ g( J; C$ K/ W1 c* [
6 T) m/ o% ?' b0 v4 c' N至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)1 l5 s6 Y0 ?( `! F# g! t! |. f% y. L
9 b& C1 T4 G6 Q- @" f. Q& V
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:
- ]! R% a0 V# B/ ]# p8 P2 S1 e; L+ P
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
7 y* p" e6 x) A3 r6 l(C(52,13)-C(48,13))≈37% r. M* J( e g/ X' |. O
. B% x, _+ K8 R) b" f' F; e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5 H7 O$ [4 e4 p; @7 u) G
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,; g4 Y6 P0 V- L7 m/ l
$ G9 M% b4 y; X* C$ X" E
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:
: `) n7 X4 c5 Z2 r
: ^$ G0 j3 j5 d9 G" q5 k. s有黑桃A的情形:C(51,12)
0 o; @- b* N- e% _ x
; O1 a$ A( @8 H5 h* O5 Z没有其它A的情形:C(48,12)
- y- ?, v) u) b( T2 x; ~( U2 C8 ?) W2 D7 y5 `. o
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)4 f% q% c, k: a+ E
}- Y c8 A4 ^! Z) G- F事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:" z" c! j: }( s) x, u
4 y- v# o3 v' ]6 s0 X' O
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
) ^- \) C, ^: h( v) T4 c- Z' [
f8 @2 W5 i2 i0 ^: N) f! t! \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# ^) p9 s+ d2 t2 a
' e( K( f5 ~$ H; J4 ?+ l5 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
) L3 g2 u/ Y/ @) Y, _9 w
( B3 F6 c2 V% B. a2 K i; w% ^你是传说中的死理性派!
1 Q5 A7 J! A) h; d
" Q3 B! r9 o8 U; f" \$ i5 F' F* {1 Z4 H [: d% G. B" M
+ B* @$ d, D9 ^- ?: E( W& N
) n. t1 E" L9 ~* r) J0 L9 y; m: D# p2 P
1 [9 K# K# z$ H2 I$ J9 W0 c# S( D
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