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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
9 c( D/ K) N$ P; w' i& k# S" @! T% e1 |# ~3 T( 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
" ~' S2 K0 ^& R! Z7 |% x" U2 c( m4 C) Z
(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3 N9 H, K! b+ y! n
1 d& o( F4 Z0 f7 h X7 T: X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, S: g; x; B6 x% r1 D( P& ]% N: s# m
" |* s8 s$ k. q3 Q4 ^; b
就算打赌,也要精“打”细算。
0 `/ F1 C4 @* p8 ^& k, q. I8 v! y7 K# H6 T) ?0 K
完美的DB" U3 w4 ?% c# \ X: K3 w& }- _$ C
' V; j% U, y& P: R# R0 T- @$ O. z7 f
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。 w; N7 p+ S M) S
3 r9 n( B1 Z" L# 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0 C. h+ W0 t0 i8 g
9 ]& o4 H& w: b: L
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 Q) @2 L# S! G u/ [1 Q
# g1 w/ Z; a( R5 T: g" j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!7 Z4 M; D# o; d
3 l. f) D! O) |
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,8 J' h6 A/ U6 g7 x3 B' V- }# L
% O% R+ z* C2 N" 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
X+ e; j% I" u% Y
. W; y7 I7 k6 M9 N" C+ }- I( i正,就会跟我们打赌:
+ u3 j5 J/ `! z3 ]/ m4 Z( N1 o- R& s' X+ L* F ?3 S( y0 u
p * x - ( 1-p ) * y > 0
3 V6 u. D9 b7 _q * x - ( 1-q ) * y > 0( m" `& }/ b/ c. T! @5 m) @
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
/ H1 p4 Y% E2 p6 U1 j/ K: c& V+ l
- _7 u9 G# e; y; y是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
1 S. p$ B; ]8 M! C$ G9 Q0 y' q* p; y2 Q. o' @6 I; }, S
( I' \1 k3 l3 J! H& |5 A
9 F7 T" @0 C. U" a
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9 @. P1 C$ d* `. O f) J8 }
5 {- i' O6 y$ H. p# x& y( N! 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
- K) T& V' w4 f+ C. e7 _ _/ S# X3 c! {* v2 y& L: j
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? p I# U p) n9 }
" q3 Q, n* s* t0 Y& S# }! }) o7 v* f* e1 G) G9 s2 N: r
三张卡片的骗局' D$ A$ e# M$ g# n- q1 Q, z
1 T9 y: U! r$ c% N. e
" l% n( n+ A* `5 k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
% L+ X8 F" Z+ [. {% X& b' a B$ M7 F* x- t2 R' |/ Y
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 w1 z, b" z# a& h/ c
# c9 ~3 t: M6 `/ I2 q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 ~ r$ x, J4 h+ p/ V* a0 \" s$ ?1 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。. Y) I1 L1 M7 P7 P/ X
9 ?- @+ D: F9 F3 |2 H0 }6 I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
/ C D/ b6 |4 [
$ e3 d* Y! p+ j' j, ?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:
' F+ @5 ^, f1 j' X( P! ~
+ s0 k9 c! U z5 B, Z: q& i6 T, a/ A: f* y
4 S4 z V5 w; {! p- a
4 A1 x* I1 ]+ W9 a* ?$ {' B$ `2 M* K$ a$ i8 K# C! x0 M E
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
& D3 x$ k7 [; i; Q0 r& r7 Q, _/ W [2 v% v9 F9 S
的情形占了2/3。% _& L2 h5 L5 i) B3 V: n
; X% N- x0 Y+ e K7 B
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
% y4 n6 Z6 ?0 G8 D j; k X9 e/ Q% s
* t3 p4 p Y* \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
" z3 u) n- `$ h. u; i, p3 q2 b7 n$ z$ j( m/ [% ?5 a
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)
' k2 U! X9 S- G, @0 |) `0 E% Q; J% i/ Z4 ? L3 w1 S9 I
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。7 b+ u6 \1 e2 `6 }: p4 S0 a/ {
1 q1 [) B4 S/ G: \ `: `8 w如此不平凡的黑桃A
$ c! i$ A9 u* N# D1 l3 f2 m9 f Y( V: N
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
0 Z W# r) }/ j7 Q6 E6 t" W3 p% \0 J [" {( I1 X: ^8 s! G
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
3 _9 ?6 z. Q+ b2 k5 v; y6 }( Z
8 D3 v% R% O1 G" r; g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,
) t, x1 g! n& }: g
3 K) n4 Q& ^. U2 _$ R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
) b3 t2 T: S! m" { v3 G
" q; J2 s& q9 a) s$ T) u还有没有更多的A?”
+ q7 B& n7 t& p5 c- {4 l
; m' `8 R: p% w' }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 n6 o* A/ g- B. P
e: y& c. S q4 W0 Y9 Z
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:7 v8 V# G/ e& p& _2 l5 D) Y
' {2 g5 `, n7 n/ |! }9 q
没有A的情形:C(48,13)
7 X" D1 t' s. }; W: e8 `
/ j0 \9 O% ~, e1 w至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13) q: j5 b: w1 e8 e
" ?/ ?# j/ Z2 s) Y+ V' J4 k
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)" }" O* A' a$ I |; D) ^! x
, I9 o3 R4 m9 L- a% [
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)0 {' ?2 `2 f$ {1 S O8 a
* @9 X* n2 @3 c: @8 C' V1 C
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:6 ]4 u& E3 W, R% L
* o* m4 b8 k( I6 v6 B: B& r1 e
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/, X! W5 b! _& M1 j
(C(52,13)-C(48,13))≈37%
, s' O1 T" L1 ` y7 d- C9 C: B* f y. Z. E: f
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2 A' l3 o6 f: z2 g5 B3 N$ ], Q+ C
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,( Y0 Q: V5 x7 W5 I4 u. ^
! C- V; `* x0 d0 c/ \+ y. d
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:
+ L2 L' h. L5 z3 N. i& X
3 p: B# r: W7 e/ E2 p有黑桃A的情形:C(51,12)
9 \7 X0 y* ^& l6 |
* C1 j+ W, w, B+ w: ~没有其它A的情形:C(48,12)
! |6 ~$ _+ M! I# j. o# a1 h& S! n( y; k) r6 q) j4 I
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)' e3 ]8 V& u/ j- i L: ~
" y @* l/ U2 }" E |4 S+ q4 m: C( e事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
* m, W1 f+ b; i/ b
+ b/ c! M: b; `( ^P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。, J" O( J2 Q5 w& x. c8 A% v% Q
" s V" e# X4 r- G4 _- S$ P
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/ j* I6 r0 @) H. F" ~
( z4 X' y6 P" G$ h) u4 R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6 }3 B% a) G2 c1 j* n; s
- k1 N- A1 \# C5 `8 B' b你是传说中的死理性派!
! q8 u1 h/ A! k5 {* y4 e* D* G" g, w3 v& x. |0 I
! ^* r, z; ]1 |2 C9 u8 L" u& j' { |8 z6 ?2 }
( `4 {) k* [" t5 Q7 @
1 p p1 \: @+ {! U; h0 p: i( I4 t" [
/ p1 d4 a# M5 g0 Z' k
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