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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
" f/ p% B* m& }2 ^6 O% K
. b8 ?. d. c. S* c. Z0 [# ?9 e 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
^* E" ?2 P( w2 o
# e& R3 f- F; _& S3 C' X1 }% ^0 d(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
6 W7 |$ H2 i/ ]2 F* g9 ]2 u7 C% {* a$ t1 z* L3 [$ P2 o( K
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,
4 `1 p8 `! z: V9 S& B: d# k7 S( e2 q2 r
就算打赌,也要精“打”细算。
; a7 h8 L' r2 p% ? G, B, e5 U$ u) j7 J7 W# m4 f' Z
完美的DB' d4 t2 d3 A8 n) [2 J
2 u/ ^ S' a4 Y, x, h8 c9 l
0 U( v# i: _7 g- C& ONBA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。9 U* p* C- ?8 g. V1 M; Z6 r
* I) E: P2 g0 C: M+ N, Z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; U9 m2 ?% R% @) S! @
6 ?1 y, ~5 n0 `8 v" k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
- D/ a& X$ ^) J, }" e, q4 N: e+ I2 S+ J6 o2 K0 x# K
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!5 F; h4 R) @" K0 C
. c- h, Y% C6 V; G) p5 U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,
. q" |" \, M* m* W9 p% C7 _" a/ L
0 I! [$ Z3 w+ T) f3 T$ P* ^, 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# _! j& m, R/ L; F4 p q: P
. b6 K3 ^9 G# f( I
正,就会跟我们打赌:
, B/ k, q, X2 I6 V( P" S5 A5 z$ Q( ^8 |. W( P4 B
p * x - ( 1-p ) * y > 0
' I, n) \, v. h: L# Tq * x - ( 1-q ) * y > 01 j+ b& O+ s/ V: l6 ^! x
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
`3 }4 l3 \1 F3 Y. @# m) ]' r' B" x
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
# p% V& H, G6 I$ ?2 i K* z+ P/ D& e+ O% y& y/ z7 w9 ~0 ]8 M
# y2 @5 [* W/ Z, h. _1 U( r( L6 q# O5 o
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6 p4 K/ X# L7 T0 c9 o+ O/ u
- d+ V0 N% x$ v l# Z* b. o& X“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9 V$ `# |9 p: G& o
. y" b4 C" e" 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?. A: ]* ?3 K2 A
2 U$ D3 H5 `" h9 c& r ], D$ N- \4 |; p) X C& g* m
三张卡片的骗局
' L# p( s! `0 C' E' |) |# y8 A4 G. E+ [" l: a$ T; A8 g
7 `- q$ m4 A3 l( ^" u, F
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8 [, N: U* v9 |: H% T* ~
7 X) L, R+ q. B9 |" z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: D& U4 o b* X6 U; T9 l- l
* a6 N4 q& P; m$ p2 n! w
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
# e# p! s) A, F F) f5 F5 \# v8 j. e3 p0 o7 d" l
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。
+ A5 h) i8 t7 p/ B1 P. T
7 _7 J: z, U& O$ S+ X3 ^% x1 ~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
* P" P; Q+ h5 t( A
! M7 w' K6 a1 G9 ~+ l# K% w9 H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:
2 _3 h+ m" N3 H8 q5 Z( f
. D. ~' g" X: o5 h3 R/ c. e9 [' ^) p" J% O6 Q
$ N5 o7 ^; s6 K# L: E: g
! G5 @ s0 G2 u2 W2 ]; K3 F: R: n4 P! Q9 y$ P8 T2 b3 C0 s+ H
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
. r9 F) N( |/ s5 Y6 P: q+ ~& ^! V. [% b) t3 c
的情形占了2/3。" q5 ?5 K j3 e
# k" H4 T1 M1 @2 Q5 D
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' k( Q# A2 T! ~6 |. Q, A
2 l' G/ }8 p' l/ s" S: H# @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1 ~' f0 N2 N$ |* p8 A2 z4 l
% B1 Q- X/ w; U. P! I- V/ p/ z' I2 J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)
% d# n) z. }- q7 E, h+ `( A5 x) M8 G& p% D S3 w
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。, m, a% q; f# E( E5 O4 Q j/ T
L4 g8 \2 P. }5 e. e
如此不平凡的黑桃A
\1 r! Y3 l; T
; k" u. Q+ @! g+ l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
/ l! h" t' n# G9 C v0 x* u4 m# {6 X% M# m9 h1 E6 R3 l2 z" Y) k; s
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- ?+ E3 [5 s' s6 d! \7 j5 @
. ^ q5 Z; n" g! V2 m4 B. 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,* l8 Y8 a# b4 Z$ u/ k, y' m
3 `3 a4 D& w2 G9 h) }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3 V8 y# d% R! b8 X: T V
- ?7 y% E% R% [
还有没有更多的A?”
" f3 b8 Q" }; K9 h- r3 ^! K, Y1 ]) O2 L' ?4 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
: d% h) e K. ?7 J7 n0 d1 O! g+ K& c) x$ L
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:( t e" Z4 D) f
U- z9 _! i8 Y' ?1 f0 c" g% Z, f
没有A的情形:C(48,13) _% A- p+ s* O9 ]
, G3 R. D. }9 N# x r7 T. x3 i, f至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)7 B# Z, [( V8 v0 B& ~+ O6 a5 _- U
1 }0 z( j; I9 \! b, W( D
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)$ r' x) u: e. z- Q# E9 @
, Y( A* X! L. x7 q6 Y: C" k至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
$ h" m2 q4 g# z$ K+ g& L8 U$ t+ W% N. l
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:
5 h% D- p. k/ p0 a7 X/ ^$ L
8 I( }# Q: S: M2 j/ C1 A5 VP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/& d6 l% b. t* s" A! Y
(C(52,13)-C(48,13))≈37%1 f1 m1 D- f8 D$ T8 J
! G& c" W) k8 C/ k1 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! a( L! U4 Y I5 s Q3 ~# r
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,7 H$ ~+ W2 A$ r: G, U3 r9 ^
7 f- } n: I1 b* Q1 a& p
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:+ G, X/ C) B2 x7 P' Y+ Q4 ~* j
3 G0 E8 g) C: X4 B6 q
有黑桃A的情形:C(51,12)
1 R( t+ N7 q2 W i4 N) q
! f( F- X4 }( ]/ a0 `没有其它A的情形:C(48,12)% k/ z$ N7 i# R% \& I1 r
) Z, ~1 O# v: T3 L
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
5 U% i2 u! J/ |, v7 i) S7 _; Z1 G" v; L! B$ O+ L: M' a
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
& ] b- `! d: h* W2 [8 R' w# {) S4 N" b' r0 Z' }* b- k @/ C0 a
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
: {$ I5 n; A3 m2 L/ |! c3 B- h9 ?+ }) f6 [
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5 o+ j4 v+ _" p) z) [) T5 n
& S m- |: }8 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
% A4 D* A; v9 Z1 T; y( _
' ?2 S: ^- |" D' s4 h4 H你是传说中的死理性派!, A+ J1 Q8 V& d7 W. z B
, \) K/ \: u& y7 a5 R
/ B8 g* D* C; ]3 J$ n6 [- E% u: B, Y' {, [' W7 a
5 }- q8 _4 `2 J( T0 o
9 G- J- c( i+ g
" d! U7 `7 }) `+ f8 T/ I& V( i3 N# L1 g3 K
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