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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
( n' c. U, B$ {& O$ T/ Q9 R! v. F4 K) n1 e
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
# @9 Q5 ?% w* i* Q
3 `) L! b: W n- I n/ k. T(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9 R0 k, X* [' [- _! l0 K0 }
/ b# N' z4 Q0 F2 G: e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,
: c6 p. d- ]+ f6 ^/ G5 g0 H
. m) Q' J1 E# j0 {9 `% C/ e就算打赌,也要精“打”细算。
2 A* L( t# R- U# q8 f. C* [
) ~& C! P5 c/ @$ k, q完美的DB
" u1 c" w, w$ ?
: B8 r7 h% a7 w
! \; K$ I0 c4 \! ?0 \8 \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。
4 c+ v" f4 T7 A- t- [" L7 |; f( }* W, t! w6 R1 r
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
/ B% T- Z3 M) m$ j1 h7 r$ ]2 k% c$ D
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: o. Y$ y( O% x* r
3 F9 c0 {. J& s7 _9 ~+ x6 I
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!
4 u U1 l# n1 T, \" [4 a v
8 ~/ P7 W+ Y# R3 m K) r* ], N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,* ], p( c3 a: C8 g0 \) Y; u
- t, x3 P5 k! O L& ]0 J2 G
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
1 k# e$ Z+ X- n& J, F$ U: y/ z
& _4 I/ B' p8 H, X+ \: L正,就会跟我们打赌:
: X5 `) b; |+ L5 [0 D0 a
8 s& y2 Y: Q8 u. n3 Ip * x - ( 1-p ) * y > 0
. x) w7 K- {5 P# V3 R9 pq * x - ( 1-q ) * y > 0 E5 l p4 j6 M5 {3 {. Y( 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2 J1 [9 M6 x: r+ D
H* k! Z/ \' K
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:8 K5 ~ D) C5 b+ @6 h# Y
7 H% x1 ?; R. u( U1 k- {9 j# H
' J/ G$ U( b1 d8 c, C4 Q. N0 w; p3 T2 f" ?1 U; z
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6 \9 O d$ x8 A7 V- N( F
% P$ K: N) q H# Z- E' C; g- n“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 W; s- X' a, s3 L1 s/ K& k! l
8 U l3 g8 E x# @& 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?# D" E% k) y1 C) [4 f- X& Z, Z
/ Z, G$ M1 e; x; j8 b7 n
9 F- p& y$ n$ s! N$ k' m( K7 V1 t6 ]# e
三张卡片的骗局3 ^" Z% |) n6 b" ?$ N2 A
2 L0 O7 q( n: l; A# v5 G8 W, U
1 y# N) ^- `1 b) |
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7 I( {7 [; J& s3 {2 a9 a% c8 R
/ _6 L- F0 z7 N C3 ]4 J S
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( I5 W, J8 M+ R% w
2 z# }4 Z: @$ g: O" C, c) g- Y* j- o4 _9 p
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
* |% [/ f2 Z& Y3 j2 s3 |1 S4 s3 x( E% j8 z! J
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。, ^9 b2 h% F" O: c1 q0 ?
L% H/ |) g. B0 X0 c; j7 Y5 Q
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5 N5 S+ N0 [! e* H1 u$ _
7 Y$ i( ~5 }0 X5 n3 m# o' J5 J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:, g! U- k4 `0 y1 A
- e+ u( g5 L+ F$ u X& `! F4 j4 ]2 u3 N. V4 i( Y
: D* K' z9 A' K& T' {1 R/ i1 v3 B0 F. ~
j! h9 N+ g* b& N. G! ]. [3 Z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! B9 K* p9 e2 a2 }& U. ]
+ T3 r9 X6 `2 f" R% M( [的情形占了2/3。8 Z2 @2 Q! V6 @! K6 @% b( H
# }6 Q! K0 J1 x
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
5 [8 q! [4 Z5 G8 V% k5 I: Y% k4 _7 j! r8 c2 q% w5 s1 Z
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
/ ~$ z! D% @, o$ O: I7 l7 m' L. ^! F
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)
* M6 {. y. h i/ o. k" |7 X/ I& N9 V- L: c& C- X% g+ p4 e4 B
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
& E8 h: _7 C) p2 R) e2 }' |, r+ [& f0 M. t
如此不平凡的黑桃A+ U* o" A9 V0 y2 E p) N* P. v6 C4 [) l) {
" A1 W: v3 v' G
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
Z& ^ g3 H) `3 }" W
% \* m& k: }+ q1 ]0 ?6 b# ~ b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6 u& \9 w5 j* Y/ p6 G4 a
8 K1 r. w3 U3 h
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,8 b$ G) M- _' V; h
; e& K' ^8 ?- ~3 f( ^$ d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1 u: U% J y: Q/ b
+ J3 T5 W& j" n2 E
还有没有更多的A?”
, }5 L6 l7 [0 U& T( _. B
6 A8 e- [* K9 {; w+ [( ~5 w8 a% N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
3 r' O- O; i. [9 o C; p" }1 ~+ R8 i+ A8 R4 E
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
5 U; ?" ^4 K( c0 w6 D7 l8 M8 v9 F+ Z4 h3 j5 B
没有A的情形:C(48,13); w: W' ^2 a, h
9 E$ b1 ~& G. N1 W9 Z0 @
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13): H- {) b5 O/ ~0 E0 g+ p; g$ B6 i
2 [, e# T, Y7 X$ ]! Y% x恰好有1张A的情形:4*C(48,12). W& W9 {1 ?: x' |
! o0 X- Q$ Z2 E f
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)% b. H" _ t3 k4 s& z" S
" r+ H# p/ E% V' ^: |
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:7 O7 x" \: E# ]: o
2 V6 u+ A( H K1 H7 sP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
7 U$ b( O& P2 k% e(C(52,13)-C(48,13))≈37%& F }( o2 G$ @: s
. Y* G5 J1 K. s& c( X* F. ^* ~$ J. V
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9 L8 d0 p* j2 \4 g
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,2 d9 Z( W d( C& M8 J. u
. g5 I/ \; ]) \8 W& b6 G
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:% S1 O1 U* {$ }. z- \0 P
$ S$ _# H! `: l3 [0 f/ l* I) [/ V有黑桃A的情形:C(51,12)
1 w( ?4 e4 f$ i' z) t2 [
# N$ d5 N) r: R2 _: {没有其它A的情形:C(48,12)# S# k+ n9 z5 l* e
# V# r9 i% h U; K, C! W% {4 r
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)6 I8 U% |0 j4 ]
/ x6 d; U: @4 ]. M3 }1 i8 D: |: ^
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:: r: t" x2 u7 G4 m0 P% Z
6 N" L# [9 K$ BP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
7 g; E" |) W, S2 C: o* J+ B/ G7 X- d; f, u( 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7 i9 a6 w" R9 u. L, g9 [% C2 C
1 w% `$ i9 ^6 I+ x% o
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- p' H4 d3 p! `0 y9 ^
$ f5 R$ _; Y1 W; k你是传说中的死理性派!' ]4 u& v9 [: X+ K _' p6 o
; p1 r2 W: \. c# v1 Q
) r" u$ X$ K' D8 G q6 {3 S! P/ m: P" Q. i' C/ C/ P. R
6 j' H- p4 m2 B: B6 [, n6 n' ~3 V7 {) E5 t; n, R
7 S7 | v+ F9 H
! ?) _6 g' \: x) c8 ~" A: D |
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