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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 + S" k7 P* L. `+ s& e, [
) `9 m, m& d# `( j/ d/ r 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( F* q" U9 }" q' O! {8 n
) T% J3 r" I7 E3 R, H
(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+ n/ _# H. s7 t& P
! h0 \8 k0 b u3 \! e/ Y# F! c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,1 ~ F' \0 z' m" x% [$ B
, P n: i" ^; ?- a) ~
就算打赌,也要精“打”细算。
: m3 d. [$ R Y( O, G% b* {* x2 ]! r5 k8 @4 E
完美的DB
^; v( S; k9 Q6 C, [ d
3 Q, e2 g" l1 ~/ n% s+ |# H! Z, T1 H, D$ r. A- I
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。
; Z0 r* c7 x- I7 C: Z4 X6 M( _5 i3 p0 U
8 m0 ?/ _+ T. y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 g) L6 K7 u" m
3 W5 D! [3 I( i8 }+ ^: i4 t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
% d9 D$ @1 h3 O6 D3 o! c U/ M/ g* e: P
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!
0 ?7 W6 ]- a8 b/ ~, t+ H* U+ V- n& O. m# k
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' B) w1 h( U0 `5 }5 M# c, V2 x. [
& D, h* ^) b% y! R) w0 h4 M6 q
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" E! u# |2 k4 Z8 \6 Y/ d
5 j2 Q; w1 [, w! `正,就会跟我们打赌:
; G) j+ ]( f7 T- K1 A; L* J% R8 I2 H7 W0 |/ L. }" b6 Q( V0 R. m- z# b
p * x - ( 1-p ) * y > 0$ r1 }* x% ?6 d7 ~( \! @$ S
q * x - ( 1-q ) * y > 0
! D* J* A. Q9 M% y: I1 @, m" a9 y6 G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) o8 B _, ?7 \, V: L
+ Z7 m1 y, ]' _7 _% p6 o
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
% l4 } y4 t6 \' i8 N; {. P$ Y
: x* k# i4 U6 s: y$ T/ I
- D3 ?' ]- o5 y* J5 X
/ N; M9 t+ b8 s" H) v: N3 Y8 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
: [) ?% p4 j; x) }# k, P1 L& \! V3 h' h- n; O: O
“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
5 ^1 U) z$ m# h& O) v* s+ S* C/ Q: N& F4 }# a0 N* N
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?0 j8 y: H) _2 e" Q
$ {$ `: j( f" r# i, T" q0 o% U
9 o! O& p; U0 K, U+ R* b. i! T
三张卡片的骗局
3 V% V$ q) A# i: l1 ~8 p2 t, a" ^0 s/ h/ c4 f
- U3 R+ a! b. U/ v3 J
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
/ d& Z6 o9 I& l8 G5 {! M! @# d& T9 |+ `
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* t$ |2 z7 s2 {! C7 i% N
5 w! L9 _: w3 h, \. D
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
7 K# {; b7 K' z. r( e2 Q+ i
; |# A; O( \! Q# @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 o. R! O0 c' _( V; K, s# C* Y
g- e) W# \' K. {& ?3 w" O6 U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
( K+ G4 i& C+ {- I! r$ e/ Y! w# ^8 l/ G4 t, H5 Y! 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:
1 P) e9 G1 H: U5 n/ W z4 m6 a/ O* C( R% u# x/ [* d
( x/ J, z( k7 F7 z
3 M/ t' s: M/ Q: Q- e
# u) t* _! t3 W# C. d
2 e, i! S6 ^4 U: s# ~, C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
, a3 }. s, T! ?1 ?& B
8 q$ p& I7 V2 Z2 R9 h" v* v的情形占了2/3。1 H3 @" @0 D3 k" u
7 j8 C( c2 S, B( }" Z, K) a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
; x( P( A6 F z5 k" e/ J' `/ f) 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
% S1 {$ m: Q0 V: S2 d- x5 F
* u$ V P9 t* g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)
, O/ d( e& ?: W1 _( B; o
/ V5 P, \* m) `5 v) O1 V) u; B# ^5 F称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
/ I# h( _+ v5 t9 d4 y$ e
7 u& k$ z1 R- h+ T$ Z如此不平凡的黑桃A
6 U) E8 H+ m& z. h C
& I- T3 T* P! p. ]5 f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
# E% g! K& A' o I
. G3 m% w) T/ p0 H7 K; k0 e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
+ L& j6 j/ T9 V, c3 k
8 k/ ~& ^& a) j9 o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,0 h! Z0 J8 d. U2 a2 F3 u
6 | U3 W, d2 i. _& v: O
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
- \1 [. z/ Z9 d; R5 p
8 K# e j) k! q4 g! f还有没有更多的A?”
# r% e+ C/ o+ g# \" P, H
5 ?8 E7 U8 y# @8 z9 q( ? v2 R5 @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# ~1 @3 u; ]- C' z5 j: l
; `! ^+ Z* W7 k5 T) s" \7 g' E
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:8 G" }4 ?" `$ u
: \2 F# ?' U6 {9 I1 |% l( ^没有A的情形:C(48,13)
. R: _0 t2 F+ R2 L1 J4 H
* }7 S+ M; N- P$ Y, M/ Z至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)& ?% n5 z# C8 A. u
5 K1 I5 k+ ]* ~
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
$ s' D/ _& n" a N4 o
$ L1 x6 q( _) z至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)- z6 T0 x; a! y8 f& f! a
) ~: m' [: k+ r# h" h: N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:
" B3 r9 V9 \. Q' o
1 M" ~0 A2 k& L) LP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/1 b D( l; b% g1 ]+ f
(C(52,13)-C(48,13))≈37%7 W1 X1 V3 b& a; x9 V
% Y0 D7 o: e" x
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
9 P) |7 B' ^! u9 ]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,- J! W, [( T) f7 V( v
( B0 h# c. D2 ?! x$ g
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:
) F- u+ m% \/ Q v! O3 H& m `9 @/ |" j% m+ E9 z- S" @. ?+ q* ]! _
有黑桃A的情形:C(51,12)
7 p% L W. b' G# `8 o
0 t* y% L3 ]+ A; {/ H没有其它A的情形:C(48,12)
/ r+ O" H) K. G" ?+ Z. I" D; p* c' ?$ p" w0 p
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)5 W; w9 c! R; K
2 g7 t; s- Z3 t事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:1 n" _ P; ~, }) b4 B( t7 {% h' e
- p4 X' K9 | n7 u! i2 d0 Y: q5 [/ i
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。+ ^0 Y1 Y/ k5 ~& e
: ]# F/ @3 T2 X( C4 X8 H
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
* W) T+ E' I5 b# U! D6 ]( y4 v4 s: M* @ 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
& ?" `# W2 O# T6 n
6 k# m4 n; z# Y你是传说中的死理性派!
$ Y. `8 [ E) O9 \' m3 J7 a2 I7 z+ l
8 V. p/ { y9 \0 Z, V9 ?1 N8 h( D) ]& Q) F* n6 U. J8 @+ p& q2 _& u
1 }5 [' X6 ]5 X/ F+ l! C
4 M1 x6 u/ P. B k+ z% Y2 y
2 X/ q& U2 j0 y3 j" ^- ^1 I3 p8 r% @! Z2 Y6 x! p8 ]; J: _- z; }
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