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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 : a6 b6 V- \& s/ O& D
* B. _) t/ B5 b. V6 ?4 {. } 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$ B$ U- Q* |" M: J/ L5 z; n) M, c
2 L: s6 p) ]0 N; h" k8 S7 f! d
(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! a6 ?( v5 j1 Z. ^4 s
4 e, }+ h7 D9 o* w, ?, W
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,( Y4 F% [; W3 C8 I
4 e- n# s& x$ L; o) H: U* V就算打赌,也要精“打”细算。( g( Q8 r! T2 K6 x) K! I9 c
- g `+ S2 c' c8 H4 f* W" R- z
完美的DB
$ l+ H' Y( e# u1 J8 w; M) i7 M3 n! z0 a4 ~/ t+ ^6 R
1 l/ G' o0 x- B: z
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。2 k2 @7 D) ]+ i! H1 [. ?
1 T* W& `/ L4 m
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
5 _) ^' u. e' X( I8 E" Z; w/ A5 O% Y5 r8 L# t, G2 }- N
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0 ]( L- v# |7 z/ V+ N2 m9 \
/ I. L" [. A8 l' x) ?7 Z5 d
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!# v9 l; N& O0 r+ c1 r- ]
# Y' f& J9 K" |3 B; i/ z1 |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,% H: I: d. S& f3 z
. P3 }8 Q$ C2 I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
) E6 J4 b3 U; m: D
, x) ?; ^9 H, ], u% l3 s正,就会跟我们打赌:
) X: W( Z8 c' H% y- l- n6 c. u0 g% p: r% V
p * x - ( 1-p ) * y > 0" ]2 e5 z1 e% D! d2 J- h" y
q * x - ( 1-q ) * y > 05 x% t/ l( D# d: [
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 O) Y; L, w! i1 J
9 d; F* A2 w9 d! w& N& T* I
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
" m$ ]. G/ S0 n$ a. z
7 r4 L* ^- e, ^0 U/ }! z2 Z
; X( r/ z9 x" }0 E: O6 @ M( t9 k) A. |# u6 o# L A
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. h X( m- c4 A) f& }1 k1 h5 ~/ R
“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 F! C: p0 D7 c7 \, ]
7 N- Q4 n% S6 W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?
. w0 O1 I! M& Q- s' d5 k1 Y: I' r+ n5 K1 X. }* T: L ^. }5 V6 i
) G) p# P. S/ ]+ p! F; g三张卡片的骗局- l" ?0 j1 G# A2 ?7 v
- B: _4 P) d# \8 D
2 _' x7 U: U, q" j, T' Z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
8 p# M- _- u0 m1 v
4 F: w* x3 {+ N. v 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/ c' |& g1 Q* _
% ~9 A; h- | c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
& ~: ^/ S( j/ X' v8 b' o3 g7 N# P) k$ P/ r5 i2 E/ \
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, r {8 D( t/ ^
6 m! w2 J4 \2 d4 n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
% _' D7 Z, P* M
' ^. e4 I( w) E" k/ [0 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:* i7 G* i) J( Z2 a8 e; J
. @9 x9 ]3 B/ O2 X* g; J, e0 H- `% l/ z
) B4 a% F) h; H# T5 Y: o% v# k2 N% c' Q. W9 `
7 [0 t/ S; K L5 d6 I9 f: g$ \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
, T/ z" V' X! i6 p1 G! Z7 |& b4 I$ S* w
的情形占了2/3。0 N5 }, m1 o/ T$ Z
! i2 n! l# q, f& 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
& h2 x5 U" ~: {- n. @7 j* ~# a( @; M7 n8 E. S- V0 W( w ]4 ^$ W
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
% \" U! o* S1 {+ l' K
! |+ _' T8 q9 ]; d, K& x; h9 m& j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)
5 @" U3 L8 X$ X7 X M u* x @6 u2 A5 `8 u8 h! e* i1 O7 E
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。8 S3 R; O4 I$ j! E2 Y" j
2 y4 U+ E# ^5 M% m
如此不平凡的黑桃A4 u# j' G5 C! e( C' X6 {8 f
4 W. K, Q( @1 z' {6 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
! u* R$ l# t8 ]
( o' c) ~ B9 @7 Q' 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
: E" {9 Q) Y1 ^) f. ]! y1 L4 [ k E" `6 j9 p. C j
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,- d& T+ e$ {9 J* A
, l3 X# t( @& y. `
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* r: {3 [6 C4 D5 y5 ~: \
+ r$ w% \" A" Z# C) M
还有没有更多的A?”
. \* f2 N: j$ S, n# j7 x& R1 _( k( g0 E1 w
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/ h. P' d/ {# \
' @3 b! ^% C F o
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
* p: U7 B. u, o
$ N/ K% \, c, V& {' k6 k* A没有A的情形:C(48,13), C0 R/ C4 k; T: n
% T( g% G9 l h' x+ d( m8 i, i
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)$ n/ ~- h* u3 N( G$ P
3 b: k8 E x, q7 o5 s: y恰好有1张A的情形:4*C(48,12), X3 t1 e/ x3 A5 x/ M4 o
' w/ o [- O! ~3 p
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)4 E: a4 Q/ O0 K9 l+ A4 S
) T3 n, |5 K( t3 s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:
2 t f6 ^+ @9 z( S
: b8 @! |* n) nP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/: a& ?! p5 F/ E8 ~
(C(52,13)-C(48,13))≈37%
+ }; w+ T& O/ L9 ]5 S: I. e5 Q7 j* r; D* n7 L
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, d% K/ f! Y! A1 d2 j! i/ N0 q+ R
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,
$ f2 @. R$ i+ w! P7 m1 ^7 L% f# ]: C6 j5 w5 e5 U" d9 Y
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:# s' [+ O8 ]2 C" s8 Z
, Q7 F0 m7 K- {+ `/ ]# H" ]
有黑桃A的情形:C(51,12)
/ E+ B5 Q7 {2 N9 ?- K/ l w# c; c# M/ l3 W, v. e
没有其它A的情形:C(48,12)
& j4 C/ ~$ X2 q5 \* D2 l2 t' L& `. P% |* N2 N7 W+ F
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
6 z. C8 R3 M7 i9 I5 v) w
2 z2 n4 b9 }) V5 H9 C事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
6 X! h5 d' Z/ y: ] a
- q& Z( f, D8 O! h8 ]- t0 oP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
5 u- w. z# n7 W8 q& P; P* K
3 o2 w! ?. G6 d* `/ B" K0 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
0 k4 y3 e2 q- G, s% _1 F: l8 e, b/ M7 C ~5 @
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
8 O H" }, r% ~0 @* o. p2 h- X: z! R7 D' o4 j) c
你是传说中的死理性派!
" v# X8 h6 ]8 a5 G
, G( n) _1 j: k7 b, I
$ o4 d4 A; v+ v/ m
$ _- W& {( A7 W+ e l2 k% }! F y T: l4 _8 @' Q/ G
- \, m6 i4 r% p& m% p' |1 ]4 R! O6 g. w& s8 M' }
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