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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 * ?0 [. P Y+ i. x
; E, O. |+ P3 G1 M 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
+ M; E' P# z7 b B. E
( K& A8 v K$ M& t) W S(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) o! E L5 q5 N# ?0 ?
$ F5 j- G- s2 Q5 N
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,- m8 |4 r I: N& W0 p- }% l Y
* r+ a; Q7 ~0 G! o: K2 @
就算打赌,也要精“打”细算。8 E. r ^4 M5 C/ E+ X
# W( |( I+ p2 j) p) D
完美的DB& O0 b6 J6 R2 [# q
$ J" p! z9 v# s/ ?1 v$ |' ]
- j0 y( Q( H7 K
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。/ f5 w% S6 N' f, h
+ A' k w' ?5 x+ l
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( {3 Q+ r- l7 M) i1 j6 V
@5 c! ]3 @! @) I8 B( w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% I* T; p3 q4 ^; t4 }
g& P! `/ _" y2 e
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!
6 j8 `8 L; F; v* Y) V% T$ q4 I$ H0 t
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,7 ?2 x7 u* w$ d" B: n1 G, T
* M! U! ]7 t& }4 K4 q0 l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+ G1 R5 \. e3 Y# v8 [, {
$ S) W+ g5 V: z& H( B2 l, a
正,就会跟我们打赌:) o, \0 {2 C4 h
1 F* `& {6 P# n1 U1 pp * x - ( 1-p ) * y > 0
: c3 w1 K% ^, x# ]1 cq * x - ( 1-q ) * y > 0
1 X5 j4 A- a5 i, f+ J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
2 G) }0 F p' C# V9 _6 ]( N4 j4 f* c9 K+ }- D) e8 J
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
$ {8 y' c6 X5 A& S% `
; o4 |- v% @9 M% W! B" v& a' P& [
g, e0 h& a5 `2 j
) w" ]$ r/ [, k# w' j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
7 t" t; N, J4 R( f+ R! k& d; a7 T8 g( K
“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
, j" e. [* \* Z, p- b% F
: f% H- H, y3 Z7 P* k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?7 J% Q8 [) ]/ m* y
5 x4 U0 ^! N- d/ R; k. P( a( h
; b8 b" k3 v, L/ m三张卡片的骗局7 |9 \" K: R: ]+ N. }
$ @ Y4 K. X0 |4 ]# P
0 \. g% j! d2 [2 t/ M y9 R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
0 e9 |) K4 i- n3 y4 E7 n" @8 t+ c W
& o3 }: i( I$ T/ [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
- @3 @' b3 i. o' C2 }5 ?
$ b& C$ R) v* p0 ~) a+ O* @0 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
# ? Q$ l; o4 V, O' I
% E8 c* |* Z" p5 [% [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。
# P) j/ B0 v5 j' g/ q w& t; z* H6 @* }) P8 j' w( }
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
# \( n1 y0 g H1 n# G) t S
' ?, A3 ~# h& Z$ c2 B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:
9 Y' K- V& G/ Z7 w3 Z8 R, Z
" l4 N w, Z5 F( ~% B+ B+ `: T( G1 B5 n5 F
) x: g* b9 k7 R2 d; f2 J
+ C0 p+ J( N8 W& X. b" v( L5 o N8 v( D6 J( h( ^$ l
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
) l; W( N; k! J; f! `# ]' M4 @! ~
8 U( u* f/ p# {/ C2 T5 A的情形占了2/3。
2 p7 i9 ]; O( C$ p# H- {
4 @- C2 ]" Y1 C* r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 o1 B* U& Q- D5 b3 y& o1 ^
5 F" l' Z# V1 F7 u0 ]; D
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
2 y# v, Y6 i' q0 _$ ]8 V" B1 K7 P
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 D6 P% d6 k/ a: U" v, i/ y
8 O5 u8 y& t; e3 l
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
- {, C+ W3 J' \9 J+ y6 Y! l: ]2 g; Y2 h" s% l
如此不平凡的黑桃A, F7 b. G+ w" \4 B$ e
4 n9 j, `6 V) y# n M+ ^8 l4 x
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
1 y: J1 r% e* T4 V G5 y
0 M) ^& A( u; A5 Y1 P9 y; i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
1 W/ z# ?( E! Q1 T" W( ]# F* A
$ ]7 G& ^! G: B! Y8 H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,
' i) N! N- G0 f% ~% T; H( l
( @8 s7 v. `. ]* {2 d) \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
* i+ g6 x5 V8 w. X$ Q) d J& X8 l; u6 e- j- `8 R3 C
还有没有更多的A?”% |1 g9 I, |. k" s8 G
7 i! Y$ |. ]$ y/ \- X. |+ @4 K
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
3 @' ]: y' Q. D! p* [
1 O+ _' h ^, | y" [3 ]4 R# o不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:4 S) M, ~( K. C. a6 `0 T
$ M( ]8 J: Z; V8 E% s7 [
没有A的情形:C(48,13)
% t/ g Q$ D" O" r8 k* p1 ^) c% ], u: H
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
: y& X% U d! i/ J+ n8 d8 [
' N# w, |% E; x% b8 B- `. N% I# M恰好有1张A的情形:4*C(48,12)3 ?% C( v. G7 b8 P# B% Z( @
, f3 T. h, B4 N$ l! ]至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
& H- I- G- d2 S- Q
2 }9 t9 z" m+ t* F( k4 U( p# T: @; v8 Y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:
4 s/ @6 l% q0 y s) Z) F, L& [2 u& I* Z
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/+ w! H$ S3 w3 |3 @, Q1 z& K
(C(52,13)-C(48,13))≈37%
0 q( E8 S2 I" V, `+ I. _9 T
; ~8 H" c0 ^" U# [) M! W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 e& c* n- k0 |9 [/ b2 n) w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,' F$ j1 n! }+ O5 M1 E; V$ z
) M1 R8 e3 ?/ S/ a( J7 W2 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:" v& a; N; e8 p
: o- B' u( e% h4 x
有黑桃A的情形:C(51,12)% r* }, K% q7 a( K; y0 V" I
7 W Y4 ]2 c9 }* Q1 G( I没有其它A的情形:C(48,12)
7 R5 N8 A2 l. a
5 u9 h) Q6 L( {: [& A1 Y: Y' p& m还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
2 k, p- ^. ~; {! l' z0 ^. t+ ]2 a/ T
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为: H8 ?3 z, h4 i* p9 {# P1 ?
- x2 U- S9 ~3 |3 ]; j* S
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
' Q- L; G: s- i( B/ ?) Y+ @
- }. s4 W/ L7 P. k4 @$ N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* v. ^# L# t8 Y6 M5 W7 d
3 f' H& H C; b, C; N
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( a* F# L1 O3 d! o& B
( q8 @0 [, R- {. z+ ]) z" t你是传说中的死理性派!
, j# N5 h; K, C3 ~$ ]1 J; U. {# g" S& n; o t( f7 t# {
! q& u0 @! G3 [+ {
. e* T! |) l: k* n
! n9 S+ [8 h$ d X0 t
5 D7 ?( H% H9 J& A M! K; Z) w! b. g; M5 P, y
* X* J8 W& E2 `+ W |
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