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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
' Z0 ^0 f d3 h* w: ~. ]
0 `' f. q( Q- M 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, q6 ]6 g& d' l
9 E# u) b X2 H7 K. a3 o$ 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
( [! z6 h' Y, Z, _
% \! Z5 f$ y( r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,
; n1 N( i7 C" [# A$ B1 U( u# K
8 b* M5 G) b* [就算打赌,也要精“打”细算。
9 E! |, Z W+ n$ e- [7 z& E3 M+ j# c" `/ S* M( o1 E
完美的DB) V. J P1 k0 h, |4 a4 L
* {+ W p4 c9 r) T9 E8 Z- `
" _- u; [1 w' y4 G, P; ENBA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。; J. T! \# p0 w! }7 i- w9 X/ R* r
# P g( x/ g9 N/ h$ j: o
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 y% m* z0 g) v( }+ ?4 P, W, }
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4 W" {* k, r' i, c* W% L
3 H S) B" [+ p; m( l/ C
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!
0 ], m. m/ T& D8 P8 Z' K% X6 O
7 V: V1 m6 C% W' r9 R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,2 o \7 c" ]/ n# |8 d# b( c" z. C
0 T- z3 i* h Y! q& g+ y3 |
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9 P+ o M, n, N) t5 {$ N) L6 }
$ h- a3 x& Z8 C) @, G! u正,就会跟我们打赌:
3 D- X8 @; X8 ~1 }* ~2 w9 w& {2 I" ]6 y& q. N. \" O+ t* @
p * x - ( 1-p ) * y > 0& H- }. H: a1 a: r4 f
q * x - ( 1-q ) * y > 0
% p- g8 |) [4 z, M. n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 @! {1 `7 e0 M8 Q+ X. m$ I2 Y
$ c& z& U9 w4 [5 I+ b是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:* k+ i% f1 U7 V" r6 c
' ^, d$ c0 S3 ^% _7 m X& O6 n0 A& J* c* j5 d
}4 J2 C- A9 p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& @. d$ R6 I9 f$ E {; z
" O9 r' j7 \2 j. s* d
“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/ E9 \, i" C; D# ?
L9 g2 U$ X ?# C) { G: w' Z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?
1 o1 z7 E4 V7 g4 ~; K& H/ L( H4 w& P/ V
* X- j4 n n( D. t
三张卡片的骗局
w; t) X& q. q Z$ H B
( Y& U4 U! W+ P$ c+ w2 y
$ l/ Q" T' z: T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+ c0 C0 D+ Y& q& Y; B1 b
9 J5 c5 X4 K1 h: G- i7 c" @8 D
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 b! ~; _' {
0 t+ G/ _6 }! ~, ?- [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
+ {4 e) w3 I& S0 t7 w, B1 a4 C+ c) M8 ?& v, ~
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。! ?: f$ ?: ]# P- i# T, u; y) U
+ x: q8 ~: T$ G4 \2 }* V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
# S/ U; W3 p1 q# N! W1 z/ J8 |8 |3 k3 \6 b: E
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:
- o# v9 K+ ? v: f' a* J3 v$ j2 ~- `7 r: a* J' H
2 u: n4 @* i. K$ s" o H% R- B( Y
) V+ C; o, c, R0 A$ ?$ o) x! B* t* @/ Y7 y4 [$ P
\/ S3 c- S' R/ g! }% G7 B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# }: B) m' M8 ~0 i" f; g$ E
+ W8 Y4 D5 _6 ` D. U* z! B
的情形占了2/3。+ Q2 y3 y/ b ~
$ H, c0 z. u0 Y# l7 Q T5 t' a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
4 j( B6 w( [) S1 \
+ x$ P! g; o0 d, p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
$ {. n+ }' C- A* v
0 ~+ [6 A0 _' N+ {" Y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)1 e! V9 K5 Y. [9 B. ?
( m Y# n' |+ X6 a
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
& e: G" s7 b7 C9 s. c* q3 N
9 f. D; x9 U/ T' i% H" ]如此不平凡的黑桃A" r6 {! Z9 u6 \9 e7 A6 V
3 o' x9 r2 E. l; X) E$ j$ R m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
, ?) f. @4 B, ~4 F1 v/ T" x- J( @3 _" Z/ ]$ E& j
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! E" }# M8 p9 `; h+ i' e
) J2 h" @2 f: @
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,# q* E( W; y) D1 m$ m- z6 {
2 z; x8 M' J+ n5 }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
( J( J0 k! A4 r
- Q! q* c7 M7 ?) f H8 @还有没有更多的A?”& _; z. B+ c7 B. ~; H1 `
* u0 m& k; I1 W+ Q! L" I/ q+ A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* R4 p4 U0 I/ X9 h5 ?
) `& w7 Z! r+ e' T5 V7 V6 D7 D6 J
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:1 F+ R* k5 C1 k2 `
. t9 q- ], a7 U0 m$ \ X/ \没有A的情形:C(48,13)9 d: b( H+ i3 M, W
. Z [: i0 U# X0 V w$ p至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)5 J3 J% I" o5 q- [8 p c+ h
* @7 ^, J$ ]' Y5 j+ r( N6 X, ~恰好有1张A的情形:4*C(48,12)6 Z/ V) R% O1 w9 l7 t. G/ ] Z
0 r v* m% X, H' d
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
: U2 h$ u! K3 ?9 N' m( l' Y" g0 A5 n+ L/ ]4 ^& h- t
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 A5 U8 q% k( I _7 k# _
% P. b4 w8 I* H. N6 G/ z9 gP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
' @9 V) R5 \1 @0 ^) A2 [$ U3 M(C(52,13)-C(48,13))≈37%
, p2 i c) y; L
6 G; g# d$ o/ v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
/ B, ?( Q( Y: B, |, v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,8 W3 M; R! \! b9 B" ?7 x# c* B
6 f& y5 Q9 C2 J4 r( |3 k+ w
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:
* e! n" W" o( G$ K; ^, a4 u( S. A9 j/ k. Y$ e4 I' L4 x
有黑桃A的情形:C(51,12)
) X5 L8 y3 U# W
6 X6 S& \6 U3 q( r1 |没有其它A的情形:C(48,12)
F: s4 K7 z% I# J# }4 K2 R
* g0 W& u4 {1 k1 z& W' i4 k5 X还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
. v0 G g+ k+ i3 `2 D
3 L e+ k3 T6 ]# u% L; P1 ^5 w0 a事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:8 L) R( y9 k6 W6 R$ K8 P5 a) N! ?3 Z
* _5 d* U3 d$ ?, J* l: L1 ?
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。4 J0 E' J1 G) Z* m- j7 F/ d0 @; v% n( Z
! N U1 Y. y$ `7 h( y4 G5 Y4 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+ A% X& O! u. N& q: t# s( y5 S) O
: _; f: ?5 S; j* [' D1 {" D
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 h( L; r0 s9 G0 |+ @* S
: t" B& J7 K; V! H9 G" e你是传说中的死理性派!! R& L( d6 N: U1 v. n, s
/ n' }0 j5 f4 k7 x/ [: ?1 q6 [- T7 [, c- `
4 p5 q& h& d$ m/ U
/ J$ ]# p: A) U( g' r; K
6 E3 R( q6 O* x- v$ _; w$ |0 ]
n8 \. ]" S2 k# h! \9 g/ i* r$ y! k2 Q, ]# o3 f P0 h, X( x4 ^
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