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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 7 H( m: M) _! Z8 t: I! K$ l
# [0 X1 s4 P3 A
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$ k+ a, [0 O2 m! s* }. {
& x& }" T9 r# h0 r
(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
! I$ m9 \1 c7 i7 e0 S# ^7 [3 s4 `/ Z, \' q
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 M1 u. P, O9 G& H: B. z* }7 Z3 ?2 \* b
就算打赌,也要精“打”细算。
& w5 D+ C2 J9 U. t, q' G
3 |* n) C2 J8 q完美的DB
3 K5 v7 f3 k! s- \# k6 @) j1 q7 b
5 C+ ?8 Y; p2 p! ~; H0 p+ D9 R0 z. Z2 W" B% l0 q
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。6 `. i* W9 h- N
7 {; o- w) M/ }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
4 a& Y' [) ?( C/ y
5 G% _0 M- A" g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
# _ \5 C5 P6 X$ g; w; Y' N
1 Q, Q" C- r4 X& N6 l$ t- N+ n4 _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 E' R: J! b+ }( W
8 U- j/ P h- V9 H O* r9 v0 x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,
: x9 F0 J d: _6 X5 c* o
) _4 D g" q3 q: A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
5 b1 N9 q: q' @8 x1 e+ w1 q: T
6 y k" x! [( L3 |3 \4 U2 d正,就会跟我们打赌:5 X W8 _8 {& o2 L8 b8 B
, A( V4 \8 K) U$ @8 [3 V8 M0 m' A
p * x - ( 1-p ) * y > 0
$ \- A2 r5 H7 @3 }6 n$ O. \q * x - ( 1-q ) * y > 0 ?! n" h3 ]# W, C0 Y+ G+ g, 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4 \6 a3 l0 x" X" w1 \3 t
% M3 @3 P0 d: n1 _1 L# F是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
. S& C" w$ e" m' p+ M7 ]4 q4 ^9 w8 R' V2 w
* l& I: D8 ^. M% _7 e$ S
" O" d" w0 p7 N( H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
( U( x6 A& a6 s
* k8 ~- i. `6 l“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4 Y& X& h- @# Z' q) J2 }6 k
, C2 [" f; l$ s, G+ K- J/ z3 M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?
( y7 p) R8 @" R3 w5 @; A* [7 m7 A( X6 O' g" N' [1 C( A8 u
* C8 `. [( G, q) j; Z$ P三张卡片的骗局
3 a0 o, C2 B3 k3 h. P9 Z! z# ~. u7 `0 n: B" I+ {
. v) t1 o8 `% \& k+ k( F& l8 M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 z+ R" J, Z, c( X* h4 {
, \, p) b4 |- k7 w" b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- C+ L4 M, b5 ~1 M8 h! a+ X
# V @( s( ^" I0 R: 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
) \8 A3 b) a0 A3 B: V! P' A9 t# R* F( A. g% |, S
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& F# Y. m% M: m
W0 t e+ W. e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% x: a' }9 _& g# B7 ~. d- S
$ Y: o2 P/ p( _9 }2 q+ p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:
( [, I' e2 c% b6 q' U+ C
5 ^7 d) N4 t3 P) O4 d R
3 E' K7 e6 V; |5 p! t& |* a4 Y& P) k/ [0 W6 b B$ l' E a$ R, {
1 H$ L" e s q
) L; c" Y: P3 u H- L! z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
3 w' o, [7 o ]+ n$ z) R1 F
3 N* K5 l% }( M- r; Z的情形占了2/3。
7 d M! D' Q1 p8 @# a( B8 q- X% L& x# A" B4 p
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' \4 E: \" B, f
% H2 }; R7 c# H0 ?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
5 F' H7 V0 ?' X2 ~0 u+ V N( Q4 B5 D# Q3 D4 K# E \. [* E
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)
/ L! x: n0 ?! ]# V0 J* ]! B+ G( O. Z8 o
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
! _ v. R2 E- j7 B+ U) r: c, U' S: u* i
如此不平凡的黑桃A
( ?& a4 Z5 D0 R3 S- _) C4 E- \+ j! H* {+ E1 Q! {
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2 e* m$ k, a" r
- C* e( G# D& J( Z% k; v- n2 C$ 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
! z1 ~8 f; N2 i% A2 Z$ m3 J: N6 s& B' z! @2 h$ X/ J, `
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,
$ R8 H: \. v' T% S' O' e: y2 v+ w! ?; m: q( {$ V- s- e s' U1 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
0 y. d9 m" ?5 |8 m/ Y4 [0 S3 L
- U% h- c: Z5 x还有没有更多的A?”* y/ v4 X1 E3 F3 {/ H' e' ~
6 t9 c) i3 P$ @, X
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
, ?, @* b7 G; X4 U! r
6 F; z% L/ q1 Z) o; v4 c$ C不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:, i1 q. g8 v* S: y
, @, L, Z. `7 G7 y5 R3 g没有A的情形:C(48,13)
3 U! l/ l1 q( @
" h7 u0 Y3 v7 x1 {7 O$ x3 |6 b4 j至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)4 t, r- ^ d S0 k+ u( O
3 m' {$ \- z8 w+ n( S
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
]. D7 V% ?3 \5 ]7 W7 i8 r$ V4 q! j$ a! j, ~
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
S" P/ b( p2 \9 u- y! K/ C) H3 d% u( q
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:
8 V. [; S. B1 y t/ c* I! ^+ K- _$ S" v, X; ?4 x
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
6 ]( M7 P- a- ]; M q(C(52,13)-C(48,13))≈37%! d+ \. I$ b/ J( }/ U- l& e1 ]0 C
$ n+ N* C' v3 A; ?: I3 S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 [3 I' K0 t. F
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,% \: k8 j* }% U: f' ?& s
! D3 z. b1 d3 ^; y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:
8 h; l: l2 w2 T' v! I' {+ K7 ?2 s) `2 }2 J! {/ F6 ^5 U6 @- W
有黑桃A的情形:C(51,12): a3 ^- |% C+ e6 Z) R% W, B
2 a! ~0 Z1 m3 X" s# h( \, G a
没有其它A的情形:C(48,12)
# ?6 \9 X4 ^; H6 r( N4 N
) e c; b: ~2 v* s. |0 j' d还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
4 A, u! ~" ~0 g) O3 i2 ?9 G- K
( y; r+ d* m8 e4 O9 L: E# X事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:* p1 B% u6 H/ O5 F2 y) l; ]
; j1 b. v! a6 y- R2 d
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
1 E+ ~3 t8 b& z3 }! X5 X* f% y- z7 k8 m& j
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# l' l3 |5 u5 M3 u, ~; x! _
% Z ?$ ]+ E; k; R+ d" O. [4 i5 I4 u
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8 J( O# Q% b, U- i+ G
. o. p8 F7 i' K# X6 O
你是传说中的死理性派!$ P& P h" D3 v w. `! H' j
2 M2 ~+ T$ y' R5 b4 X" z& E. e' D% ^1 M
( x4 N+ u$ d, Q: B& e" p
?; p5 M( ]$ _4 X3 q6 R
9 I1 Y L: B) ^2 n# l: F: L7 C; H8 ?; ~7 b: d* t
' G/ d5 g B N/ H/ Y3 } |
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