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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
3 t7 C/ A8 \4 L- C7 `* [8 Q
7 m* s4 @: G; d# S& a 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
s# G& G2 t( c. c# b+ D, W
( O. z/ r7 T8 W6 j" ~: \: 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- @5 L& f% @8 ]! j
* j( T# F% D/ k7 V) Y) n8 |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,4 R+ S* @3 i" F6 R8 G9 g4 b- W
3 K4 R( q# R9 ?: b# e
就算打赌,也要精“打”细算。
7 ~7 R( d* [' [, g* a- N, q# T5 @
2 ^; q; Y" R- f9 F+ X完美的DB/ C6 S a. Q8 j( K' d$ o
" \( H& }1 M- D, o, Y
0 w X f' w- s* sNBA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。
) o# M/ B4 Q, @ W. `6 f- t5 C2 e* a- A6 k' w
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0 b p C3 D: V7 h4 n3 X1 [
- p7 I# N$ e+ s& \+ e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
8 @) M" ` U3 @9 Y' \
: b' @ b& m; F! p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!) o( F" b. K- @! ]( V' J
' t( S8 K, |+ W: |8 n7 h. I, w: x \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,
. h0 S5 i- {0 n8 T
l9 |% p5 V+ R1 k' ]7 L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+ G# g0 A" \ `- d. v
& T4 O' @+ K8 l7 Y
正,就会跟我们打赌:
3 s' k& K" X- m
: o3 d/ f+ B1 i3 Sp * x - ( 1-p ) * y > 0
( N- i1 s- F8 Sq * x - ( 1-q ) * y > 0
1 n2 B: u/ v: f7 R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
" g2 I) d. C0 T6 E2 x- w( u# h8 W! r: Z/ z! P. U
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
7 n3 y. i) p8 W. P4 x$ I4 F& f2 l8 C! y
9 J {* x, Y4 H) l- ^
9 s* O3 q2 B1 ?) H( k. o. Z! G0 E& l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. X7 o: I! W/ N( A* {& {, `
* ]) T2 k2 N" j8 C- l“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$ l4 X1 D9 z- x6 @
1 T; x) z4 E6 h& ?' N
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?5 L9 |" ?0 f7 p6 H( x: D
) e5 _4 c$ e9 |
5 r! t. B, ~& _1 y! `5 T
三张卡片的骗局
- ?& E O0 |5 u8 g9 p
y7 u4 Q; a( {7 Z7 o7 X. X" A8 Y h+ C5 ]
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
; _* q; w7 g/ Y% P
4 w" ?. p. e& \0 X* \' ^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
7 O# Y4 s4 ?2 {
/ d; e: E- I) b P# a" z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
% ~/ F! A) `0 y4 Z; a$ A) {; \
g+ e5 d$ r6 A% @# i, _0 z! i3 i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。
, x% D" u- H% ]
+ x" c2 \$ T! j" S5 G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 V' C' f: `2 C' o
1 H U& j$ I4 A5 K4 T1 v3 w, K* W5 `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:
& j, D( |6 H, `* y
" I2 _! L, w3 R* {0 G* B2 D% H9 z6 T
* E( l% A- i! F1 }1 c9 ` R
" S! n: Z% I6 p
/ s6 U$ I+ { Y4 [$ t1 n 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
3 m3 E" {6 {8 D1 N+ D( H# ^, H/ w0 f/ m
的情形占了2/3。8 W$ U+ e$ \, q
3 }9 d/ Y5 o8 R% [# e0 |
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, V2 p) `7 O. n! O& x
6 `9 s. E7 v( k6 F9 m& J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4 L; J% P- _* M3 Z3 K
$ i% u5 Z6 \6 V$ V' q, A+ c; 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)( |/ E" H; Y" q3 s/ b
& ~, j0 V( a0 `% g* P
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
' Y0 {4 A5 ]7 h4 Y4 {
0 A+ J9 R6 Y, N6 Z: y& a- O如此不平凡的黑桃A/ R2 s7 R% J+ D2 x9 T
& w4 F; I( O9 J @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
, A8 P" s h3 W8 ?, T/ [9 q' w5 K5 N! K2 G( D0 X! s" }" k, G
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
: x: u! i' W: X0 j1 ~! x( r* k" v+ |$ u/ ]$ y( j& u0 P# w
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,0 I) g" ~, m+ s
2 b8 ], t2 B1 _; [, P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
% e) E4 @' m) B4 b
: D% a& X" \# Q还有没有更多的A?”
; O. I: o" h3 {, N% }+ B3 h! p
* w# z! I0 p( U/ u, Q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
" G' p/ s4 B" \9 E8 _/ F; {- l; F, A+ ]! ]/ q/ W0 s5 |
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
/ S% A# ]. ?5 L+ A+ c
5 H! _6 G& i# E/ Q7 I; o6 O9 x7 t没有A的情形:C(48,13)6 t; X) P6 |( L$ S- j s
7 E; b4 }% h' W2 f
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13): M4 H0 D$ Q, d+ o7 B; J. M
B3 ]% L! x5 O3 @& y6 n T2 {; I
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
0 V* E; i/ U, c9 z) y& J) @; m2 i+ L. q ]% m
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)& q2 c5 H5 z$ k
/ E' |; ]' e6 m) T- C$ A
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: ]! A C0 g3 W3 t! I! T9 j
. K, m2 n3 [. w, ~, M- v
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
/ x3 l* R' o5 d2 U$ T(C(52,13)-C(48,13))≈37%
# T. }" n2 X7 f% x. p% t7 _3 W2 q1 K8 W+ @' r- l& Y* F
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
$ e0 D+ H/ d$ V- H$ f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,; x( z3 {) T2 N
* Z8 I: z7 Q3 e% {
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:
. J. W0 ?5 z" _( k2 F
7 {- ~# i/ X* `* \+ E4 [! n有黑桃A的情形:C(51,12)
: R! t( O$ Z5 h5 p* X. Q8 T/ i6 t* o+ {+ F' o* G
没有其它A的情形:C(48,12)
5 _1 R- c4 v2 l2 o& }) m
( B4 Y$ f# w2 R+ I* \8 r+ _还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)3 C4 i# h" I# f: C
6 W2 H7 L; s- G, E3 W5 Y, V
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
( f& @* S% H6 e& F1 B5 h* T* a# Z* P4 u/ e. C. J
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。5 Q3 Z, T5 V8 W/ q& \/ R# V
1 y! v3 f1 |; N7 x. k; o
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* Z% Q' j/ n& X' z7 r+ f3 z* M
, W/ d L# t4 O9 a- O% n
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+ U5 s& c# C; L. t/ s. M" O
% |3 z% {7 W0 [) C# ~$ @
你是传说中的死理性派!
, A7 F# [# Z" i! v# P [3 ~9 S. i6 B5 N! l
& B2 |6 f, `8 d3 e; D- B
: K/ F4 |) l$ L- G: L
D$ u. s; y8 u$ t, a7 J
3 ^5 W5 ^( C3 h$ J- `. B8 L+ s, {
2 b) C% @+ a0 l! T q& n9 M" H! H4 l7 }1 I
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