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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
- P) j# _2 N. x" L, [( x; E @. z( L# B: J; M2 G2 x; 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
, F' n& [/ _0 f% n( o+ S1 Y! D( x' i, K+ d; a. P: k
(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
1 j( p6 k- h. I; S
4 v. ^/ w4 N+ p* K+ q* F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,
( L( N% `1 {. p- P, U0 w- Z1 a3 J$ w. S5 N: `5 @2 N& m. B
就算打赌,也要精“打”细算。6 ], P1 y/ }" D9 C: J* Z
* s2 [1 n0 x( |, R$ m# Y8 O2 v完美的DB% i; Q: O8 Z' B2 i
# N' v, ~! C4 |7 e7 Z' |8 V
6 \. M( ]: `7 CNBA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。' @" s# w2 N/ N( p: }* O" I% q
' ^- O- r7 N5 l
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
( I& @3 k l/ F5 ^' K- I( |8 c5 ]; R) p: s- j+ 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
% W$ }4 J4 T1 J' `4 P( s
. A, \% c2 ~ [. c9 W$ Z. J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 r: e( d- p3 p: Z& i* w
' ]! C' z0 a5 P6 c C7 @2 K) n' O
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,
- b& P' M; V$ f1 Q7 L6 {3 a
p1 ]( Q1 `" @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* s: n: p! L) T6 R; z) }
6 t p* \$ N3 E3 E6 }
正,就会跟我们打赌:
8 L4 U: P o' E! X, N
5 s! [/ t( y( s. C% I; `p * x - ( 1-p ) * y > 0* V3 d+ R6 T9 g: D8 O
q * x - ( 1-q ) * y > 0 @! |! {$ ]/ ~2 E- d# z1 D, g
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' C( x( z' ^ K) |
( B* {5 E/ Z* e
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:! Y8 a2 `/ |0 m: Y+ ^* M9 B" \
: o D* @ s: R% F/ k) S, P
* G/ s2 Y$ \: |2 ~5 Z n' F7 o: |2 A y' O
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
: c, h( ?2 a' ]) | |; u) _8 G
3 e/ ~5 f2 ^5 d* 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2 M# j# N# I. ]' Q/ D8 h$ W
5 {! `/ {+ x* j5 _* {3 F2 P! y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?
& M# r, n5 L! y; q z& S; x2 u ]9 ^ E/ z0 Y
7 g% c- j2 n5 ]7 W$ q* y; i& \, A
三张卡片的骗局
9 t5 b7 ]) C% p/ W5 b
u+ d9 m( U0 b: q3 s0 V3 a) U" ^% f+ Z L$ c
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 c8 f8 v# K$ I. v& p- T( C5 {
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1 ]. ]1 e: p5 J
: j0 n {# y- w9 E) u4 s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
' H: C6 k$ }) d- g3 r) A2 D4 U8 z, F6 @; q& m/ D: |
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。, l- }7 S+ @- \5 I9 ?9 ?
2 U2 C! E) T; A k- R
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
0 `3 P) B) p" v/ p# v1 l8 o) z" r+ b1 R* ?( r& u3 X) Q
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:
$ D+ _0 X: y; }: |5 _! V- @6 Q. d7 [; L0 L5 [( y' i+ S3 h
8 w, s0 p3 m" L, T7 q3 E$ W8 B3 Z9 \
. ~- m/ p& u2 h+ l* B
8 n/ Z& e7 V' P/ J& h8 c; G5 H1 O$ F8 p9 v/ R/ 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
# N( H1 H( B) q2 E7 N
8 Y" q% g8 r8 G4 n7 E的情形占了2/3。0 d7 U- z# ~& l8 g U
) q" @4 ?0 A7 \3 q+ r3 v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
" J1 F- t0 c* W& V, ~& L$ S! T' |7 p, i1 w8 {
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+ j+ i* p g8 O$ n6 V( u. A( y
; D6 D! f) v( I$ k8 Z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)( I5 l: A4 H' M; z
0 w/ l3 h: l k# @* M* u/ e称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
, D; q, `& m/ a+ D( m. c; N% E: J3 R( d( w7 V- d
如此不平凡的黑桃A
2 B+ J$ d1 i6 ^( M3 T, N! T% g( ?, ?' l: ^" v/ x$ C+ U
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' ?3 X Q% A' N& q1 M$ p5 j2 D* E) ^
% m: \- h% {0 K3 z, h
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 s. H5 L; ]; C) i& ~- d. ]& D
# B6 q& M" X+ o+ o" x3 R: M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,' u1 C0 W; J, y1 X4 {6 S
6 X6 V# S/ G: Q) b- {
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
' M) |8 g' l d* S1 V, D
8 \& X! e, Q8 ~) R还有没有更多的A?”
# \. N4 l( N' q6 I, [. f6 D* P# N1 k% u2 G7 t4 r+ K
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$ X* ^8 J1 h1 s2 U4 m5 Q
; x9 q. C* A" B/ f1 H0 T& b不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
: L# {% o) ~) `( N. G
8 i, C2 \: w+ R- c0 z没有A的情形:C(48,13)
2 u, A! C: o# u4 i; X! f" o* `) p
" n6 l O( Z, p; M4 D至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)& q+ L" p$ e; @9 @9 |6 r% h2 y, E" T
+ |0 R4 ?$ p' H4 z C9 ^恰好有1张A的情形:4*C(48,12), e2 ]) W. |' ^ h% x
1 n( H3 D1 p7 z5 N至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)* R; K Z! C0 p: A
3 Z4 k* M6 R% e+ d- B3 u- I; k
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:
: f! g3 A6 Q. @
; \- \! ^$ ]$ D9 q' h/ O- aP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/3 _: ^2 P% U2 S
(C(52,13)-C(48,13))≈37%$ H. a0 p/ j. Y
* m3 B: p$ o. o, F1 a0 Y- b0 I
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
+ |3 C5 V2 w1 q( q9 {/ p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,; G/ \+ m4 J, }( e: k( T. k
% C0 t9 P* [7 D7 p
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:
& m" u% a, y4 F1 h7 l3 L9 o" r% Z
4 r/ i. s5 L7 B& z有黑桃A的情形:C(51,12)
2 d' a7 C3 H8 }! x5 x9 o5 {5 K( N/ U4 E- O \2 ?3 p; B" {
没有其它A的情形:C(48,12)
* T- F4 y: d* R1 k
: g l$ K. p: E& Z s% A还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12) B; K% J# d) ^. F! R l3 n
8 W4 X& a7 U7 @! ~事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
3 e5 I7 h2 ?- F: S" W0 B+ N* x# F, j. F& V f* l" E
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。. D9 m2 Y7 H5 u$ h& W
5 T2 _ D# x3 U5 ]( R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9 f* ?3 g1 l% j6 k( w
" A& V+ S c4 M0 \0 I% I4 E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
' j) R ]* z: | U* G" {9 r2 `6 ?: Y( h* D5 H7 G
你是传说中的死理性派!
7 r) \& Q2 S3 ^8 S; u
) \3 M* T+ w- K( a5 S5 {4 r
4 D- X0 J' b) O @
: @) t8 u+ j' x2 ?' E
) B0 l' ^# [/ _, q" K4 I' E0 m* ?+ e$ L1 [" x& {
! ?. R, ]9 |9 ]% n% z2 }- @* J% U+ e, `+ k- `5 a! D% U
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