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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 6 T4 _4 {# e; }
3 G% x+ ^! z% K: J% l. B9 v' Q 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 e3 D, F& B+ s' w! G8 y) C: C- `8 e6 f1 y1 A( Y
(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
" L& ]% g2 _$ v6 E! S o i u
/ x( t' @& x D; G" K O9 ]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,8 P" o a# B: Z& j* y* k, ?
5 u; l* ~) H3 X7 e0 z
就算打赌,也要精“打”细算。
5 F3 A) q6 P- S' o/ F2 F0 }
2 c% `' ~, J" ^- n完美的DB. s, {/ r" w3 Y7 E* i6 ~ ~
3 \& _1 Q$ S( L' b. M
9 n, Z( L* y; Q9 r8 PNBA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。
3 V$ v6 c* M" G# X# H5 e
' l/ K5 \7 j R2 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+ r* i5 T( s( J7 j/ m
/ q0 S/ q9 U( Y# {$ x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6 `9 ], G1 V' h* o) [
/ [4 C4 Z7 I6 @' O9 [* h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!
) J% c! L; }! m3 f3 P/ o
5 a% L% b/ v; U4 D1 ~- o, a0 _. B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,
* Z; d2 Z* g: f% v8 D1 d9 Z8 E9 f; F' ?, 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
# E' b; l7 U4 }: z
/ `% f1 _. k) c% Y) ~正,就会跟我们打赌:& U8 i0 K' G5 C/ A/ N8 r
3 D' E. ^3 `7 s3 I; S; ip * x - ( 1-p ) * y > 0& o/ o7 K" w( A( l5 B/ ^
q * x - ( 1-q ) * y > 0! b* c; ^$ G/ L$ 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3 U! c7 ^, C- G- V' X, a
7 m) c4 m7 T5 l' v
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
/ ^7 x7 k, [& w- B$ @+ h* t8 w, k. ` F1 F2 ~3 v4 m7 O [
( I. Y. j# H/ V9 Q% \' D6 C
+ o6 j; R# r0 p- ]0 I C s/ i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" h# m7 g: I( N7 n: A2 y
$ U6 S. `) w6 I1 v& F“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
. H) _) w( v) {5 {5 y9 f
5 Y4 O& p3 x0 |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?
+ t+ c) k) U1 n2 D+ w3 t/ F
/ c6 v) f+ E0 {$ f, l/ }( U" b' o4 @) W
三张卡片的骗局
! _$ b1 a6 G1 V3 }" q/ B& L
) V/ L/ ?+ g: G1 O- y
* Z; u L- R- K5 N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
( I) ?9 y% T' g* o) \$ h. F/ p( I
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
/ p7 w+ u8 Q! C! z. b* T4 t% C% j0 P# c; ]7 V
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
, r% K& A/ [1 ~7 v4 f
; v/ I# R o, j' s! V5 u( i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。# h. n2 Z/ M/ F# |$ E e4 e( ~
2 `* K. Z, v# o 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' e; ?& u% l$ B3 s3 o9 O8 p
/ a* Z/ l6 \0 i* _/ f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 N5 j2 o9 r/ o' ` K0 [+ G
' M- [' L( x* _! _1 `+ z
3 a" d3 j$ ]- ^1 a5 B- k* n
w ^4 n+ ]3 y3 q
6 A; Q7 Z @/ K# e! @( p& F" i* x6 }) O; N; b% 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
3 v' B0 M6 |; l/ @2 I0 `
4 A$ S, P3 Q; o的情形占了2/3。
V7 V4 X$ V2 A2 t7 E U# x* C/ M/ L- [" S f. S1 Z
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' L( B3 k; I& X, B6 e9 h8 K& A+ j! X
/ t4 _, g) h8 O1 `6 T' \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8 }# m* R, f; H& m# E2 p
4 V: ^+ i8 L$ z; R4 x: s. i( G7 ^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)
( G) H; d0 S, x/ {+ G' h4 {7 K1 Q9 _& T' W) J
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
- b+ J: J6 R7 u- }) ~, f* |: t; t! a, G( u9 n( u1 m
如此不平凡的黑桃A! k% j8 [3 a8 d8 R$ r
5 ]/ c) i7 d3 w' V9 ]5 N) h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
8 W6 l: E' q$ f, a- |/ S3 z
' p9 b/ c: }/ B% {" 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
5 ?( s) S7 i8 N/ S6 C/ }, u! n! f7 F/ f: z" C
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,
: Z- j' \+ w/ m+ F R% k% }" x' Z# u0 W& H1 b) M. 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
+ b1 O9 p% B- j* M( m1 W, S2 a7 @+ ~2 m
还有没有更多的A?”
/ s8 Y$ u% }7 ^6 t5 o6 d& z1 w9 ]( E* t9 |' Q$ J
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% K. U N+ w2 z- H6 \
d, O+ C, `4 l) L. `' A不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:) h, C% {! c3 E, v
/ Y ~/ C& A) J# E! D
没有A的情形:C(48,13)5 J! {$ I/ e* Y: R
8 T4 t- ^* Q1 R, S6 L
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13), r: A7 @0 r e* y* n7 l
, C; d/ U3 _6 o2 r
恰好有1张A的情形:4*C(48,12): \7 q( v2 Y* a3 |
% H6 H. s3 x) f; ~! r5 D至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
\/ C8 y d# I( v9 O# R* q) Z, a+ B- u" i
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:# l) f9 M6 ?1 \) v
" ]/ b% [9 Z- W# @3 \P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/3 u$ M! D" g5 r: N+ j( {' K/ Z! ~
(C(52,13)-C(48,13))≈37%& E* m, l7 ~0 N4 L% m# h; ?
G3 H/ ^2 f/ E! _" [( g U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
" w) O9 V) X( y" L: d$ Q4 J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,
/ y! v2 K+ a/ {# `. M3 \$ R9 e# Q2 y& M
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:- c. g. Q9 m+ g' ?* U O5 d; @
$ {. E+ G# [0 B! h" j有黑桃A的情形:C(51,12)
- L$ v& a' G' f; b
+ J6 v4 C& I" i* L没有其它A的情形:C(48,12)# o6 P4 O# F' c$ G; P
0 o* V" T7 m8 M% u, b
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
, e/ G& H7 G8 K2 u& J7 w0 J' w) }( w
& F2 r5 f' I2 ]/ {( ~5 @- n; E事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
, w! {9 o* u, T. b9 X& ~! O0 x* `8 |- F3 {& ^% ?! k9 b% Q
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。. R1 \: E1 F6 T! z
7 D' x* R! @# c" F& b8 g
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/ D$ {0 g% K1 Y, J$ {
) x* P" B" w- ^. {$ k' t% f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
( `- V5 f# T6 z' r; i3 d# r) K7 R* c6 \& _
你是传说中的死理性派!3 \ p' D$ J+ b2 k: }
& M$ m: C7 u8 L( U3 S+ y/ C$ l8 q- f0 O% r* ?" k
" ]: K; y) x! ~. w
5 K4 X4 r6 K8 t5 Y3 R1 j6 Y- w: R& i0 {5 o
; J- d8 s8 h c M
. D- e5 h$ t. g
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