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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 - {4 U! j: ?( E6 _& R
" h1 a/ \5 c) L# u5 W- S
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
- w% Y' g9 q9 T: z8 H8 O5 o' {3 g( c5 `
(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
. O9 `2 [7 J) m+ g6 f: w$ x2 N' k1 c
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, k/ P+ c1 [- |& a7 ~! g0 V
& [# [" e, c$ M; q$ N就算打赌,也要精“打”细算。
" s$ Q/ [+ }, U- u( C+ U* ^8 z- J" v9 g& E" S3 _! k
完美的DB' ?' n7 O6 y' {+ ]4 [! R
' U0 @2 m i8 x( P% }: e
$ a8 T! @# A; U" WNBA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。7 K/ q/ u. `/ _0 \; c' n. ]
6 X3 d s1 a2 X& 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# z! y `9 r f5 U
+ y2 U$ Q U* [9 }# 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
9 n9 o6 e; H# f3 L2 M: V" l Z: M9 ?9 u0 t7 o* I7 Q; W# a
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!3 }- I ^2 x2 t5 n6 k5 n
1 J5 M& g$ J* H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,) k& ^- [% a' c+ V2 }# g
h- C7 _# J6 Z% n) b 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- p+ P0 ~# A* k) j% Z/ p
( x1 u, o% w6 U; P6 s, d正,就会跟我们打赌:, c n2 E( Q5 h: w# ^2 y. F+ c: ^
9 D" V$ T6 `2 n: j1 N+ w; rp * x - ( 1-p ) * y > 0
7 ]. e8 }+ m7 v6 h9 bq * x - ( 1-q ) * y > 0+ T: m& R4 u3 T. C6 h( r Y" ?
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
8 D, n3 b8 z1 I4 G) q) u' Q. y0 I
- C8 z: q/ D! X+ l7 w J) X是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
8 j" A: @# ^. \1 j; h# D3 h {8 y. L" D
5 g2 ?- h8 V8 a( w4 w) p$ e
$ p1 j3 z$ @% ]& r8 k7 x, {/ O) ]' 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
8 G! c9 n1 l' L# W3 Y0 s) |% s* J# A/ m5 q
“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
# C- V9 M5 q$ e$ t2 h% v; r' c# }
9 M! K" a! s9 w& `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?# I' z" o! D ^* [
+ @5 j4 n" `: \6 s6 J8 L+ p) _4 s; z% L' |6 @, s
三张卡片的骗局+ _- y. p0 g, q, S8 e& E
- d) O8 O6 }; r& n) x, T
7 H4 ?6 O5 y! ]& m' W& F+ x& I
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
. n; V0 w- K. }- W5 m" P/ b
* n. q0 |) M& N* z9 j% T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
6 p1 b4 m4 l# t; C0 N* F* B6 H, _8 O. h& \. 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 |2 b! |) l R( u) t7 P+ ^& ^: G
' u" I, \. O: L; c) S9 J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。
7 }+ [/ \1 R( Q) S$ k: [1 R0 [" e8 G+ u8 O
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6 o) j$ d2 b/ @4 o
2 k F. k M0 A) h5 a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:
$ P, p' A; r% C7 g) S3 ~! R
0 U1 W i. g1 V+ ~
B4 {0 ~# ^6 S" ^, t" ^5 u4 O* O m& o
2 T& \2 z: y( ~2 }* [, S; o8 E+ z G
9 G# d. g9 @0 ^. ?+ k
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( u8 ] k0 k1 C& Z4 e
& f! \# ?) ?2 B3 v$ [% R
的情形占了2/3。0 h, E; u& Z3 \/ X/ f0 ?7 _& w
Y& u- [+ s* ]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6 @/ A" `. F- d. m8 J2 I
?5 W# A' M! c8 d; m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( I5 O% e7 E" a
- ?4 n- A* @/ D6 f( G& s
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)
; M8 t5 V9 `1 R) r J8 W; m% I; o& k( g
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。( q8 u u _ V r( u
- S/ w; @% Y$ Y% e! y如此不平凡的黑桃A. J, k, x% K6 G2 o* t7 O% O- m
. s$ C/ v* D5 p5 |: s9 V% S; 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
8 t# _9 h; R1 v# S4 x7 z) C/ u
/ i' J* Y+ b8 E. C( s# }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9 C7 B% S3 i3 H: w z/ ?" K; T# d
3 A( |7 _3 [9 x' b z/ P, o2 Z- S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,
( k9 _" I7 B9 V: c1 B/ t+ A; p2 P9 E' P8 k
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
) U6 P+ [ j5 ]6 e; y- e& R9 z# b; \
还有没有更多的A?”$ y$ d2 N. D( P' v- @4 k' }
4 x0 |' d7 K7 ~; @( E- h) 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7 X8 C9 z: O' U% H6 i9 X
" Y Q, S% R' c) H$ p: a. _9 D$ ]: s
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
' u0 V" G0 T% ]0 W7 M1 ?, s1 Z1 s2 ]$ p
没有A的情形:C(48,13)
" T5 S% ` w) F) _$ h( R# K8 A6 W1 x* F, s/ r1 Q
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
7 j/ N5 z( _; c6 Z N8 a) {# i, `2 U8 Q
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
( S' V2 P0 R0 a: {
. J- K* |) J" Y& |% P9 N' q至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12), l/ r2 W1 ?# E, ]- Q3 c4 o! {
8 {7 a/ F1 e {
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 j& Q, m/ z" {4 z
# ~( r1 l- m* {8 aP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
; d+ H( z/ s; D# b/ K(C(52,13)-C(48,13))≈37%9 J) R6 f& ~) K
( X2 n- _3 Q; _& Q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
$ v, b$ h7 j7 u8 F+ Z$ s/ f5 |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,+ @; {+ B# ]9 E5 W" B
& S+ j% _; L( p5 B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:& k" T" F2 }" N. v0 L. X1 |( n
4 {4 M8 t# {8 N& \有黑桃A的情形:C(51,12)+ q7 o* [: K1 [6 T! l- i1 G
$ C! ]% i. R1 R g# {- H: b没有其它A的情形:C(48,12)/ Z) J6 l1 U- j4 Z6 ]1 w! q
9 M. i# ^9 X2 M还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
3 f' @3 R9 x1 j/ O1 u9 F
4 `# }9 E( @( x8 _ ~+ \6 J事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
# C. H% K w Z! P' Y4 `* i- X9 o+ s/ S" w }+ A* {( y. ?6 q
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。& f4 r8 v: W h3 b" F$ N. ~
* M( j& X; L8 e6 S9 `* W. j4 H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/ i& j7 X7 }: [) V$ F' @: L8 A
3 `. L. i5 V$ v) Z0 W; p9 d P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# N: v) o- _ W' i6 g* b/ X6 g6 C5 N
* _) L6 k4 f; n4 [
你是传说中的死理性派!
9 [* R6 ?; c! }' c8 H- C- A
, o3 w0 H+ F7 L& x& [' c2 R h N8 d% Q h. g8 \: r: J) E/ R
; H( V! S: n& c5 }2 {9 J
, _6 N+ t6 @9 ^
0 q6 Y% x2 @; Y8 I" O+ ?8 Q5 b
8 B1 G7 ]7 T0 s+ T4 h' f
, Z! b' j. g; p3 Z |
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