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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
7 j, I, K0 A. p* k$ E
' j) z% s3 d* ], w- v1 a3 r3 t 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" ?6 h2 ]- `0 s1 q& A7 G
" B; f. j: w, C# `) t5 P+ 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
H1 p3 ?. g/ n. w( B$ E8 a. ]' z' [* {, x/ a: }) N4 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,
2 o2 e, Q0 ]& d' ~$ I# x* L" c
就算打赌,也要精“打”细算。: [( D9 _/ L# f% V6 @
8 B5 D! v: Y5 E9 W1 Q# R# o完美的DB
, z( G: I9 f: ]+ R1 V" ]( T T( o/ h5 y) t; t
2 P/ c. h9 r# H$ [- `! c# b9 t' dNBA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。0 g' ~( G# f+ m {. q
4 a0 f0 j- x! K. Q |9 M- I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
; }- W$ e" @0 R, ]9 K, Z: G Y) L& E1 x* P- X, U
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/ G+ e, h' P3 N) L9 G; M8 [
2 m' ~6 ^. \( N' v0 {' \% g7 V
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!
! J8 l, ?/ L+ K( q! Q6 x+ c
V+ Z) Y# k% P& _ s( A0 v0 }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,
/ v" w" O4 x. \' h8 o6 V
% q' Q) Y& z4 W. j, {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 P7 z f) m( B0 @
, ~' y# H$ j* K正,就会跟我们打赌:9 ] J; u; e3 U( p$ E7 C6 d9 r6 X2 B
: `3 N( b' w9 P+ C! _p * x - ( 1-p ) * y > 0
& U- P! X* d4 z7 Cq * x - ( 1-q ) * y > 0
: W, p! Q' G9 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 \/ v7 F4 l. _" | }
) Y o+ I6 e6 o3 T0 N" `6 |是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
. o2 N9 v J6 @) N! W- w- _) h
3 o7 ^4 z+ o l7 |6 n* E
2 K3 L" h# u; c6 P2 Z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
+ E0 q2 d6 d& E. C2 n+ N, _: M$ o( u, g+ r' B( 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0 h+ `$ |7 E$ o$ q/ G4 @' Q1 a
( S! ~9 r( H' x( w7 t q
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?! f: K; ?1 e* j1 Q: G# M2 X" h+ d
! z: [! S9 h) }5 J! S4 `! _( W9 Q p0 J, Y5 I: k
三张卡片的骗局
, `1 d2 a* s( M
: d- s5 J" i) K% t, H9 u6 I
6 m; C" m% s/ e- o6 d8 Z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# l; E; C# _9 s v) h( f; Y( s! |1 u% N5 m& E5 S
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
( F3 Z( ~2 {" m( @2 O0 N
# w1 e/ o$ g* |/ o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
1 ?0 _ E0 I/ ~& ]: F5 H
: M6 i+ u; [8 O2 W }5 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。+ e" m" w6 t6 N8 _; |" E
: z& J* G, `- U" }9 }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" a. \& V2 S9 k' P: v
5 s/ {% g# S! y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 d8 v* X9 d5 R" n8 ^6 N; Z; g8 \- U7 g1 _3 v% K
# h5 k; j( H2 X! B7 y" V7 g
! o. p: O( P+ u/ T
! G; o# K" a/ i {4 b U6 V& M" \2 ]8 \0 U
3 P- Y" k$ J0 W5 i: n, X/ J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; `: E! c* a, d* z% Q/ H: P
( @+ Z1 \# l, ^* J' \; T1 L( }的情形占了2/3。3 z4 |4 p: T/ l: s% F/ ^
' W5 _% L3 F$ U6 h8 U$ U
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. t7 z- t2 Q' c4 `2 x. Z: R
$ I6 i1 t5 {/ K% @+ K7 K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 z" C: Q+ B: {6 U$ x" Q3 L+ F5 i
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)
2 h5 L8 k* P+ [. a" z( ?2 ^1 j: {. t6 q# Y! L+ g' l& t
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
5 N" O' h7 t' e. U9 G7 W; c4 W: l7 m% q1 Z
如此不平凡的黑桃A% L1 `$ A( {6 }( w+ Y! b9 z
4 Q% ~0 w9 s: S3 e
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
. A2 Y' ?' y, q) X
+ h4 V1 H& \6 z) H+ U7 U6 F! w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
* G) t. m! k0 F" ? a6 N+ Y B; z. C- ~5 t- s# w( b" A" @" f
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,
, L4 G! i, G* d0 h: r3 O3 |! a: M- Z4 T m
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 U2 ]7 C/ E+ e3 l; g2 x
! ]' @3 P8 B$ t$ p- F还有没有更多的A?”
0 R6 T/ h; I* _0 n% r/ I* S, J$ h& w2 H+ I
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8 T3 Q' r) [/ O" B; R" {0 ~
8 l7 T8 {+ N. p, p5 r! M; l- K不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:, u9 w# _! ~0 R" x. e
, i" ]! Z/ c6 v/ ?0 p没有A的情形:C(48,13)
2 H7 p9 ]* O H7 o% i& a
/ c3 {4 M+ `, c至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
$ @1 o; ]# t, p4 }: R% d: C8 o/ S) M6 r6 H) q7 X* `! \6 T
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)) ]9 x9 Z* V2 B
$ {# p- s/ y3 b# X9 A, [至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
- u6 t" H8 f8 L% |1 a: a2 {
$ R+ J6 M4 g% D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 U( O: Q- B4 k7 c# J$ A) a( ?
( E8 \, U! i, B) R0 K1 m' |P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/' ?6 x. s: R4 m, k+ S7 H0 H
(C(52,13)-C(48,13))≈37%0 G7 K1 h9 X- m m9 k- U% C
5 m6 s+ N3 h( c9 X" y" r
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) m3 H6 u$ t& E6 T: ?3 W# d6 M
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,
9 m- j, e7 T. S0 T9 T. D
7 o. r H3 q2 N* W4 q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 P9 n4 r, h: Y. v! F: ?2 m
" Y8 G6 [# @* n- c5 Y
有黑桃A的情形:C(51,12)
9 D- i4 C& V% f! Y- I9 G( g, G4 f( w! V. s! w2 V/ {
没有其它A的情形:C(48,12)
- r( F$ {' G; V3 X5 A0 o- @6 i
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)7 k5 X4 O4 ]/ }6 ~& F
* m& A' r6 S) ^9 w; k. Z! C
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
2 R6 I8 |6 v+ [$ B2 K" i# O
( }8 B$ X. I: HP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。8 S9 Q4 Y) P, x6 C/ z
/ N# h6 M0 S9 ]* l9 v6 y7 v" |& A
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
+ U8 n) o5 U _" }: `2 o
* o# r/ c% C, }- B1 v6 I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
) Z* T8 Q/ Z+ m) A
* x b$ | Z) M. [你是传说中的死理性派!4 g ]1 K/ L* K) P. L2 q( @
% L$ c* |1 }* O2 r+ q' }
/ a) ?, r* p' c& m- B1 T$ ~. O4 h
# M/ k7 i( g( L( ]7 v) p- b9 w
+ K" q0 {/ _! ~% j) U
9 M7 e5 u" b* j) O- c" d2 J" I" ]2 d" c- V& g. Q- F
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