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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
' ?* [; m7 r0 \1 I* g8 h. J/ J0 \* q6 P8 H$ B" y7 H
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3 R- A( r) D; b1 a
( b4 ~5 B2 \1 [; A9 k: P6 J
(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& @ n- D; w% a4 I& {# ?! f
# @8 d! ^$ v$ {' S- ^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,3 s# V1 J: K7 w% A; _
" ^# S: v7 ?3 k! \3 s: G U
就算打赌,也要精“打”细算。! |( S) g- E# T
7 h* H0 l9 J* ^: C
完美的DB
! b8 U" z2 T% } e
1 Q L, o9 {+ U& Y Q+ ^1 t+ y! B( v+ a o* [: \& j
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。
8 ?1 H$ f7 n$ f- f p! A7 |
7 n/ A+ p# F, A) `% ]& z' N/ C% 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
- |( ?6 u& X. a' B
+ a m4 X; u" Q. ~+ 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: Q1 j+ P1 G5 F7 ]1 W+ {+ d
! H2 c; Y% s* S
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!
. \# @5 ^7 o: P" u# _% M# r$ S2 t; x: U# \' b6 E* W6 f$ 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,$ r8 { B$ b5 j. P7 h- |
: }) X' L1 [" \" n% t7 B: [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" ?! {0 ?2 F& j
# X" W" O, Q; @9 e& v/ T8 m
正,就会跟我们打赌:
* K8 Z3 i7 d" l$ O! I' [$ p( Q3 n1 K+ |; j0 D. b6 ]: X( w
p * x - ( 1-p ) * y > 0
+ u4 D4 _+ c7 z) E1 Pq * x - ( 1-q ) * y > 0
8 z, p- ^4 U. W9 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
! b2 Y! f, R& g& F8 j4 R- ?/ a2 ~& t. P% D2 D- q
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:: [7 J+ Y- o3 n9 H6 U9 k% K
' W7 ^! ^. u/ \5 V0 E6 V
0 h" p: ]' Y/ u5 U( K5 X# a
+ p( p) a' A: ~ `8 Y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
. [3 S A& f/ i6 B( c: Z" {. W% Q* ^7 U) h" W' J: e
“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: G/ S/ N$ F0 z, x* {8 \3 G
; u9 K( O' ]/ v8 c: H, 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?
; v/ z3 h: u. l! p" A* i- X" K; |' e0 h S
% A/ b- I) \: v. Q
三张卡片的骗局
* E, A; Y! R3 M( `: I
1 I# A1 U8 F( T! y# P" C
9 U: c9 u( N6 C- h7 K2 G9 A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5 q; m+ O7 T3 V1 W1 r, A3 b
2 M' T8 d h8 B6 c! [/ `) 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9 N) ?) Q2 V8 y( i
( t6 b4 [5 X/ O9 v% T9 a2 x8 F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
) G7 y1 s1 l' b) l: k3 b! i
7 F- G- ?2 I3 H6 o' M7 u6 H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。
* ^ g' P6 ?, K7 ]& z* e9 R
, A1 v* g1 B6 |& S% d4 h+ a5 ^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
& a+ X0 M7 [# v/ v$ [" E% n K8 t9 }, E) y
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:
) X0 |4 r/ _% { v' C8 C5 K
9 J; [3 ^: [8 C [8 ^: f9 z+ X0 O; s' L0 V
& O, ^% G0 @+ u1 h. M7 E- u7 ?; q6 n8 P- J# t8 A# _
4 V8 J) D; G T9 R% u: _. W
- U: K( w2 D. J" D$ N
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
/ C4 @9 ]% m( _' b+ z) ~
# W# ~3 K4 @! K: x) S" j7 n的情形占了2/3。
) a+ |. ?& z P. V' ~: e* f; |" _
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 q; f! _6 S+ O% Q2 V
7 S5 P& Z+ G+ v1 R/ x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
% \2 q' n1 |7 K7 w, s& k* M4 L) V U! g7 H( p
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)) s9 _$ h! N8 Q( k' z2 a; M+ ^
! B! m! ^) z0 N% U# i称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。$ g; i# V2 o4 _1 ]
. m1 e9 s7 Y; C9 ~: X# b
如此不平凡的黑桃A- G. |' t5 p) X- q5 ^" C# A
4 ]" s2 N5 W. B9 Z3 A
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
5 D* G( g& q4 c( J' [. H, j! j2 W1 \7 N9 y" 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& \; c C( y, y# [% c
! _- D0 w) B* v7 i
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,
! \) f/ F0 R( n% G) j9 F
. s. C% b$ ~2 |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( |! T$ d" Z' d* I
9 s4 l9 O* E' l5 K0 [4 d还有没有更多的A?”* }% \. \+ T" d( u( _
9 Z# ]4 O6 d$ ^% L' ?% U& Y
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, N1 L1 _8 \5 g
) E6 H, X( r1 W不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
' w( J: N! w" t: Q0 V4 b# }. c2 \" x3 |, C# Z
没有A的情形:C(48,13) N, f5 ~6 r; D7 Y
1 l1 J% r K; s8 Q) M: W% \至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)3 x9 A U* e: ?* B' C, M9 ]
6 V' t# x' t# d+ d/ {# X
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
5 S J r- h! ]) ]2 ], F0 s+ J5 X( t+ O3 ]& c& s
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)/ B# @! ~8 R( ?" D- w# X
4 C$ D x' i- }- P8 B' K* Y2 \! h. H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 |/ K3 y ^! ^% r( k: w( N
; u/ O( L- @* u
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/) K) E5 Y: K6 G3 N. n
(C(52,13)-C(48,13))≈37%
# P% }+ W* @5 A/ n, z- \$ y9 g9 ~, o" \3 }' ~
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
1 Z2 D9 ^0 ~8 m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,: M w/ ]. A, M2 D) u% p
7 s$ k' h& @$ K) N2 S2 |
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:
2 D' ]/ i% u/ l" i6 l( B( _
% R& t' d" C% ^$ ^6 H1 p有黑桃A的情形:C(51,12)6 i$ R. o3 g/ O
7 ?8 w6 i* V9 P' F. W2 E" N5 k# _7 ^没有其它A的情形:C(48,12)
9 k- J; @8 o) k1 Z w! b- @3 z2 O& ~4 l: ~0 @8 m# \: |
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
3 S( _. {2 @& ?3 c/ d# v8 g0 H. d& ^- Z; j
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
8 h3 p5 P, Z6 G6 _' L- \* T$ v4 A/ c
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。 @4 n2 H2 A; e! `
% _4 c! q9 h1 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6 X) s. m5 }" K, U3 `- [/ l/ ^* ?
& j' ?3 V) m: w* R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$ x, [& _$ s/ X4 \5 a7 ^' ]( [5 @
, S3 N- R% L0 A" l
你是传说中的死理性派!; t) s, N4 E. L) ?* B6 H
8 }- n8 E' U( W7 l6 x6 Z6 U2 E( ?. O
, B& y) ^4 a$ e5 `2 i7 A+ K% J* ]' V0 ?6 j6 p
G% ~) w; ?/ g7 |- g g" a( W# R5 g% i4 L% P
4 I) i# [5 @+ ~ |. Q0 ^% q$ Z% J! [1 N8 E; o {- Y/ B0 G
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