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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 ' \7 M/ e# J) S; X
& f3 E1 E( k8 \9 Z
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
& O: j! L ^2 y0 s+ P
6 I; B7 Q& I" T/ I8 a(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
4 {0 k3 X5 e9 U& g9 B0 ?9 @6 Q) f$ H1 r6 E% ]5 ?* |
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,* X7 I: T5 D. h8 r1 j. V* @
9 G# z3 \8 G0 s0 n就算打赌,也要精“打”细算。
! m2 m% G4 B1 w) W4 V" i0 I: R7 m
3 z3 `/ G1 |$ ~+ U完美的DB
1 z& N5 w' w, R4 O4 H2 \, M; s# u4 }! e0 O! H/ v
& @% G0 b/ b+ b% Z1 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。+ `+ P, C ?4 t, z7 L2 S
# w5 p, Z6 n' k, a5 `
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- F: n1 N$ @$ o+ j- G
+ r# t' L: m# d+ n7 @! B
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
/ J( C4 r7 P8 e2 r) i2 ]8 Z" j
( _+ \6 g ]0 k7 b0 \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!
# t g0 x+ d. Q2 K
2 v! V. I* i9 E: 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,
# W h/ Y1 T8 Y/ c
+ T! C4 Q' R# Z4 u2 p) T' \( s8 M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
3 l" }6 k2 C% l9 i$ ]
) b; Z. d/ C& d5 M y; l正,就会跟我们打赌:
1 m0 A' Q; o: i' l
) P [; D$ ^$ ^# C9 np * x - ( 1-p ) * y > 0
2 e# v; M/ Q3 x5 d8 y) zq * x - ( 1-q ) * y > 0
8 _7 X1 k+ |% V: H, g4 z4 }! l5 a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 @. o& ]) G1 J# {& X: ^' }$ J& l
9 M, T* P ?6 e
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
; j( K; \2 ~$ C0 T" K. L' ^, o$ T; O5 x
0 S. _- f% K; p: B: W4 k9 a2 n' I
7 J/ K( C1 X: t$ e( c% _
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
; P1 ^* H/ Q$ o& y" _% |
( D7 W/ U4 a4 ^) Z- {“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. Z/ v' H+ b: Q" ~4 N2 y9 f7 `
# y) M1 X# v# U% t$ Z+ B! N% u6 E
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?
2 E. Q# V( W1 x9 Y$ y- Z, V2 w
; K& `) E' h( k6 I% c; `7 u# K. C5 X8 q3 e
三张卡片的骗局* r1 ]+ e1 `" f( H# R- h, A
3 Q, `) {9 Q) z' T
8 }; S3 K% N& G. h4 o
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
6 _/ x' ~6 z* [( x- S4 q C& t
# h0 x# @4 n# e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
. Q# s9 W/ o7 e( H% k+ n3 o
8 |6 h* @5 r# [5 B/ m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
" ?: n+ V/ e3 [! \% v4 j0 Q
8 A8 @- Q% C1 v: P8 P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。
5 u8 T! ^& ]9 u
5 ~& _5 _( o0 h% Z4 w( S3 ^9 u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
8 i i: `! o' u0 q! h: L$ R& k
2 C1 ]8 W5 o$ h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:
) D9 p" c; f/ i: c' `; g0 ^" B+ Q2 k( N# M
' @ n) Y1 E8 ~4 [4 U% _
+ p- R/ z" g! I2 k6 t3 A# q! N% \6 e1 f7 m; s, [. Y
1 C2 b& B! X9 Z0 ?; {
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
/ V: t' G0 c! o. b
7 K+ H* S2 ^6 {8 ^4 V的情形占了2/3。
, r3 ^7 L6 p( B/ {& p2 k0 ^6 r# B2 j6 E- I$ |+ X! z. z, E2 I
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
7 O9 F$ a& H: X' G1 C( }3 X& C
3 S: T9 Y, |& M c4 [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: T0 E4 v2 ]! X+ K5 p
* P9 f% W- c/ f' e B# B/ r0 ]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)$ p; Q/ v) }6 l0 T
1 x, R) X4 T7 J6 \! J# w1 z2 l/ ]
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。; z$ \8 n1 e6 X3 K' W: C# E
3 T* x% {4 U- m7 \
如此不平凡的黑桃A
8 i$ l \* l2 {5 j1 k5 @$ l7 _% O- d4 L4 T! m% `9 c" F" 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 w8 `$ ]4 F+ p7 ?. C" ?6 w/ S
; T* s( q0 B# y6 ]8 z$ a6 w& T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
) w# w8 ~: _. k4 x# }5 q& u- c- y* |7 B% d9 A6 n6 \4 \. Y% S4 D
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,
( x7 P* D( U4 J B7 n- E, U M! F9 H* ~5 V. _, S
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* a7 U( |) i5 h4 C* e' F4 z0 T
1 ?' O1 H; i% K' n, a) c3 o
还有没有更多的A?”
( G; y7 M5 O K3 a: `" s6 F4 o4 S0 R+ C4 _% D8 m6 B
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
/ I' S% ^4 |( e! ~+ b4 q5 z9 p; h- p7 P6 i
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:& Q, k# v/ L1 U; c" I0 r
2 ]% h5 Z) F+ d; t+ K& ]: f2 V- G
没有A的情形:C(48,13)# W' D" {6 w) m. N T* Y
$ m: I7 k' P8 {4 D% n4 V至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)0 V0 K, Z1 W+ l- t3 Q8 @) q
- e9 U( l; T# N$ P( P! M, U4 H& [
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
7 T' g6 b9 e( G2 g o- M3 D: N5 Q& X7 N8 J
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
5 B( x- ~7 Q- l" |1 H9 e- W8 M0 P3 h" t/ s3 A* S% z! H& H/ X9 @- w3 `2 {
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 X V; b: y6 U. C
# P- z( p, h6 E1 l0 l) b
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/. P {' u$ p- v7 M' O* w
(C(52,13)-C(48,13))≈37%$ y4 f* f, C) c1 p% h, B3 Y# O
; H% ^- w+ J z
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
# @) K! @, L5 k- g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,' i4 S& l; |/ Z8 R- c& w
; r+ I* _9 i6 S% c" ^7 ~ c+ p) c& _' X
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:
6 ^5 u7 N. q* c0 f1 R; A5 J, c+ s) \, p
有黑桃A的情形:C(51,12): E- U" r6 N) e* f) Z
, X6 {3 s/ p& e3 ]5 n$ E2 s
没有其它A的情形:C(48,12)
4 s& h( o1 v w% ]1 C4 B5 ^' |# F0 S# I% c) a" ?
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
8 p/ z: c9 z& _- T% {; t) p) r: o+ w0 Z4 p G
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
( T" u7 m/ c+ q
$ L+ p: o/ T. S6 [P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。) \- H" m2 p/ u' Y( S
9 g8 j7 o. o q0 b8 D; ?. z
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( F; {' A- D1 |, w
# I" ]6 O, V1 D( j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
& c) Z- A; n9 f0 ]# m5 K
q& m0 K9 u4 v6 p' l3 R你是传说中的死理性派!
( L$ _) n( g$ r( D9 F
3 B4 `( H2 V" ], S& g- v
# L/ j7 ?: T* c1 s/ z* \# d
8 f8 @* T) Z' B2 F' B; Q9 j2 s" H& K/ T$ |& I- o, |
/ v0 M- V9 \( e. X' E
. y+ ?9 N! q: i4 J
% ^6 d2 I: } [/ z$ `) d |
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