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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 : [& w6 ^# A3 O3 o# ~6 b
1 |% S7 z* p% A1 S4 f8 c
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0 w. j1 ?: z, o* l) u* A
k; Z0 A2 f4 J8 d- u9 n(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
# T) B$ t/ n& f( @
; [, |) E3 r. {4 [4 j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,
' L2 K( S6 T2 B2 E& c" _
2 _$ H$ f3 A2 a1 R! ?+ n4 M就算打赌,也要精“打”细算。* t* V: P" s( @
9 L4 `8 |7 P0 D0 y完美的DB E2 y( g. N8 ^) h. R+ W
! O4 N, L5 U) M. o! b* ]' \# x: h
/ D# F* P% ^. h; w ]1 L
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 m/ G5 M. E* G7 }" u4 E7 U6 b2 A' i
- F$ f& G- |; Q0 ^& V: {! k! y" |
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
. K; o) Q! V C9 p( ?
1 Z0 P4 P p- w; [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* b* `, L) O$ m0 s) |& P2 \8 s
6 V) S4 Y% m. @& g! G, g
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!
7 c( R# n# y. Z3 H4 Z0 @" r6 O3 X( ?* d% ]
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,5 {0 n! U# F9 j& q7 N7 d( h4 d
9 S+ G% v! y4 w" C. W2 a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
% d7 H: j1 E5 s4 K" v# R
+ B+ D9 F# H) k3 @正,就会跟我们打赌:
6 k/ Z) M" a. L) F/ a" R0 d4 k* l9 G$ I4 p4 c9 x
p * x - ( 1-p ) * y > 0
% r9 B& Z6 n: O3 Z$ ^q * x - ( 1-q ) * y > 0
& k7 E+ L5 d$ P. 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0 W6 O% O4 z8 J# ~+ W3 y
: K1 c! \: c; ?4 b' M
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:9 f# e& _8 V: v4 o
/ {9 t! B- a3 m, I& Y" k+ m1 W& P4 t( E) x+ r$ {" R9 Z) E. D
) E6 K9 c5 u+ v0 n5 n
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7 I$ j/ w0 E* e& C) f
4 _! T8 G! g6 M* Z m+ I“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
; Y/ J+ k3 Z6 @
0 x* T4 U1 \- s3 ?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?
! T7 N% ~" K( U5 w, j0 D& a ]9 v0 `, ]" H
. |! D5 D$ _5 ~3 z7 W, Y1 n6 y) d* A$ w# C% Q1 Q$ I& [9 E
三张卡片的骗局2 w) w0 q$ @1 P9 M' }
& h& B4 O, e2 l/ e/ K
1 }/ n) |4 o5 c0 `$ f3 A8 n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+ p `* @- z o) `$ G
# T) X1 l, s; y. ]) h6 N+ x6 G
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$ H# {4 k, p$ W* ]; S
/ e1 i* O& q6 p: Z: i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
- B. F7 n; F; h* s F
7 [: t6 K1 M6 J o F1 T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 b6 n. B4 a* T* ]
; g- X/ Z8 G* X" \: T/ j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
S+ ?: x! Q* T4 a% Q/ f4 w& H2 f
' R& ^/ s8 n& } R4 I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:5 d1 B4 d! B# T# N& _" z' S% {
' p+ U" }( `3 I; b# d6 j
% Q l6 c* |$ R1 e
0 p4 I- O9 J6 i" |- X
8 x/ m# G/ e v4 O
/ l4 @* Y8 L( ~6 i+ `/ h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( A+ M; s% S& H. Y+ {* W
/ j* d" z% V3 i1 |7 f5 p的情形占了2/3。4 X+ u z# s9 i e* s" {
8 L7 u0 H3 j, l, n
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
' d8 U/ e* F* v4 |3 p$ m. [' w" d4 e
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& L7 }$ M# N3 Y8 y4 o# y/ L
( l3 d2 P+ }# w4 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)
: _4 |' {; `- A
5 O* L" ~. B# |4 u称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
1 L) o5 M6 [9 \5 j4 T& ~7 t
% ~3 ~+ ^# J% j+ Y如此不平凡的黑桃A3 P3 c: X" U# u. T' n/ U; q7 h
- Z3 Z. q0 r" C1 S: p* r
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 I i. m- _
' N9 G! _* d$ c7 ~# v' ^* U* G" l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
4 G+ B# B/ T; g5 L
0 K* o$ M& x' 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,
3 B- N$ Z; @# D& ~4 P
( e6 q( P* q- r, x4 W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
% a! f8 z) V. s4 g. b' Q4 D+ l% l' a6 j3 B# K6 k5 D
还有没有更多的A?”
( D& e7 f8 N4 K0 X$ E1 r
9 N8 m* V, s: V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 N) N3 f6 ?6 d; L( @. t& o" M
% b1 H" x: k+ L# |4 _) |& p
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
4 l v& V8 e ~# [ P
/ W9 W4 d+ v% f$ }8 V2 I/ B没有A的情形:C(48,13)! ? O! O+ _, W/ n
9 F5 d, D4 u- J% H; p6 p至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)9 X; ?; L3 e# u7 _9 {' L
, v# }# k! Q' P恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
: K3 l# q# }# a3 v/ M# f' i5 U# R5 X! B4 k* h5 R( [; t# f8 z% H
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
?9 H/ E4 P0 y' C1 n- H$ i$ d$ g: U
% ] O G6 v+ |( J+ I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:4 Q4 X- w8 @6 e
7 F% E9 T/ M8 K6 O
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
7 P* n B7 k( {$ K8 }1 B/ d( |(C(52,13)-C(48,13))≈37%
5 @# z k1 m8 O6 G% M, ~
7 R e' D. y( M+ m5 x/ 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. ]; m" {( G+ M+ G5 ~$ u( 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,) U0 B7 \9 L( R8 f4 j
" \6 ^) {! M$ A, W* 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:4 k H1 B/ t) l; z$ F1 |
8 E4 u, m& F! u1 p0 A有黑桃A的情形:C(51,12)
M. a5 B% A( J' m/ [! Z x3 j7 A+ G3 K
没有其它A的情形:C(48,12)
, t0 U3 J" _: W9 j/ I6 C( Q% ~) M2 l+ g7 K3 N X
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)8 W- a7 h7 r9 l) _; l. L
5 h+ y3 _0 t0 b4 E
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
/ T, u* b- x3 T: n' g1 p* {7 ~& q( V7 f& Q8 g
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。( M. q4 X4 e# P2 C& \' G* g1 x3 G
+ r3 [* d. W! I8 ^" d; n
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
8 }$ v6 F. ?& C; r [; c4 r2 p0 X8 S2 F Q+ j) A' m& k4 y! Q
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
0 G2 ]6 D8 O! S$ g
' q4 ^, R2 r8 k, {) Q6 R) u" ]你是传说中的死理性派!
4 f$ Z. V# T t: b+ }9 @5 l. h
7 ~* E- t3 c5 I5 B8 I" I" b1 p9 t) s! _: f- c" c5 l6 W7 ^# [8 R' N. v
: l$ I" w+ X) N/ d9 |! M- ~
4 m0 ?8 |' }* ~/ S6 T6 n
4 a2 b) D5 q& D) ` a# X8 A; g. }" J
: y& \' P. I2 o: p+ n
8 f& N- q8 Y& S, @( M# R |
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