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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
( u* c6 w6 @$ G% w& U
, u C% t/ |( f1 p" m Z% r. Z( Q 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
" D9 y: L! C* [7 ^* ^! G. L/ ?( @& Q$ f( T' E: [* }- {4 t# r
(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
- X0 u) R+ R6 I; T6 c" z" I' C8 ]; F, ~5 H
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,+ o6 w: p) t& u+ | ~: G
6 l6 k! @: r2 l1 ^) Z+ d8 _
就算打赌,也要精“打”细算。# a# B. b' l7 n& }, Y- V& P
" o0 T$ B1 M. n9 A8 L! d1 K1 Y/ j
完美的DB( {+ N% M A4 H! {4 D& n# j
4 |* V9 f" C9 A# R" [( s: q% f0 Y! Z P8 d; h* ^
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。* n4 n% Q" q9 L% X1 j
8 m4 P* e. ]/ W3 ?; p
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
/ j( E! {! e4 P( w! A) w) ~- a$ h8 Z; d& e1 C: E5 S* Q! a
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
S; T' L9 F+ {5 f
9 s1 X; T/ Q1 D9 P$ q Q+ 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!
% j5 i% V' c; J$ r" Q9 y: m8 @4 F0 {$ G# u# c& x1 i+ Y
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,
+ E; l2 V5 g: d ~; }0 R1 a
9 j! B% g6 f0 O0 `! K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
4 |3 |- N0 P7 A1 h- ]$ u) e
) A3 e' F% |; A$ ^# N正,就会跟我们打赌:
$ l# _3 w- m+ S4 G" o$ V$ D1 _
, ^- K1 b8 ^/ I+ Sp * x - ( 1-p ) * y > 0
% B' D. Z) s$ g! O+ qq * x - ( 1-q ) * y > 0
; n) t) c8 \8 H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5 x% d, a1 N8 c1 F" Z$ a; z0 C4 j
7 _, T& K/ C# n7 o' X* e
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:' t) z$ K1 z& Y' I
1 j( x t: c# r- a# {6 |- B: d9 |, g7 [5 w6 F# y {
* i. J' p* D j$ Y- \2 a9 \$ d
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
2 }2 ]2 n3 |% G- b' T8 T2 _6 `; ]6 ]2 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4 U" N$ u, w7 l' Y: H% b, J' i
/ I2 Q3 X- s+ P j3 P" I
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?6 x; E. L' \3 |3 o+ s
5 h6 I$ C8 s, k1 N5 N2 D1 ? t: P2 y( L
三张卡片的骗局
$ @7 H: p* y% u4 O7 j& I! p( i" N( a, \. f3 K6 Q
9 U, e6 I- x+ U* 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. c! k, M" L8 }
, ?% l' ^ y! O0 [4 G3 L" {
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/ J# D3 b5 `% P2 S
: R8 h2 M% \: J
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
, k4 u/ A% v# V. ^* z6 ^4 ?. H8 x* T# k
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。& v! y7 L# k$ _
) T3 `2 O! V& {9 b" O# F" G8 H3 B. }
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& f: Q/ N2 L$ }1 Y
' [ I& k+ e6 P
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:2 A4 a9 b: L7 F" p( @
# B2 _$ c. s. o% Q/ K0 K# Z4 u8 @
; g: R9 ]$ t4 E, A7 x; s5 e/ t
: W3 z0 q2 ~9 N8 o# ~" }7 f% o0 P9 [0 b) ~
2 z Y% W0 H1 v4 w2 q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
7 J' u4 U7 h4 o! f1 `2 k' C
$ \" j' D4 i- F0 k' y8 |/ a的情形占了2/3。
. a- z! @; n6 h5 x
) F D& D. C/ e0 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3 n% j6 C d) @0 {" q9 [
' K: u4 @6 ?1 N& 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5 U+ z9 P7 O3 M/ Y( R
% K$ D( H; G9 T8 r( B
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)& O6 o2 F* A1 n" l6 H- P6 k
# Y1 H5 h5 a# A6 M9 M5 V. f" P( P4 J称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。/ B/ K) t7 x- r8 V$ [& B# v
' j! W& l2 _; w# o' N/ A5 M! x. g如此不平凡的黑桃A
q1 [2 F5 i! |+ [
+ o: ^! S* L. }' w! 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2 M, S$ _- @ S7 G! F
; q' _" X( ?4 p" H) n& \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2 I- b2 Y( h6 F3 _, d3 i% N( Y. P
2 P. h& O* W$ a2 K3 o
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,
3 a$ S/ n" _3 f
7 J' O" D' @7 y' O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
8 |& `6 R$ B+ K: j' K U
- O! K2 Z* e7 J& z; g) ~还有没有更多的A?”
* B+ {$ C0 ]& g# R3 {, ?+ v
9 @) ]3 `: O9 c# E' _2 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7 V* f- m ^: Z- S0 R$ f& {# ]
! ^9 N' B& Y+ g3 F不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:* N: C; H+ ~: W1 C" O
1 ~- d& _" ~7 `9 w/ w没有A的情形:C(48,13)
( t, z5 G( o( c* ]* Z1 }! R$ i
" o1 t# B# z) m0 L至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
, t3 f) \- X- J! \$ T: j7 T( c* c2 I+ ]3 N2 p
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
* N7 b0 `2 j( h/ g4 Y5 z
' x1 U1 C+ d1 t) T至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
; h- G% B0 h' y C
2 b% {3 E. n5 r3 `4 g5 L; @9 |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 v" H) K6 _6 T, {. A9 _6 i$ Q9 J) o- q/ j
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/! H6 b# i# t2 A
(C(52,13)-C(48,13))≈37%
: ^6 P! x4 q" r* q8 c* G* I# w% U8 J; J D0 K, d) D. g3 t% _
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
% ~( g/ Y9 i1 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,6 M! k6 s$ a$ ^
5 `4 b6 r3 R( L
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:& g; C, U. Z# o7 S, r& k' d% Q) e
0 J( H# Z. c3 k5 G有黑桃A的情形:C(51,12)
3 }" p2 e! X: ^. j" E5 X6 c3 f6 T& a+ S" o4 `# W+ ]
没有其它A的情形:C(48,12)7 [( p$ g0 K) f1 M
4 D1 P( U, u+ x/ y. O5 M8 }
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
: o7 c) j' P, a/ k# u4 Y, Q6 y0 K2 q2 E* h
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
- K. b" O# G; A9 g! E' q2 d" x
( o# E) F9 U: H/ ~& ~" R7 [P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
4 |: R9 F0 ?$ T- G3 f0 n$ U/ m! ]
* y! B+ R. Q+ t! S$ 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
6 F# j2 J4 b1 @* I. }; z6 I1 C0 p0 {- G
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7 l6 }5 y3 ~! p( g J9 z
9 I& G# w3 Q5 H/ _你是传说中的死理性派!0 Y" _5 P4 L8 J7 ?
S- ~9 t3 n `+ k
* g5 J) F- ^8 n5 S, {6 ]! Z! h: x# R* O* M
& \: l+ t0 s: J. S' c2 G% {, a
; ^/ u r3 B/ J
* u( v/ ]9 y8 e' i, d f/ b1 V. f: E+ {5 Y4 A( D `' R
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