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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
' i2 T& L+ V- U9 z+ S2 U1 K- I. {0 p3 V9 h! h
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 r" j) }, r4 g' g# u+ X4 C7 E
g( d8 `' Y, P+ ]) y0 W6 L6 |
(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- E- j6 J' J2 _9 T9 _
- `, B0 v7 D6 t9 _( s) F8 e; O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,
. x ], Y4 g8 K& E9 J# W. d5 @
1 j# n9 j9 p& Q- _; r) ~就算打赌,也要精“打”细算。
- H" |$ `; L, P1 A; A( M' w! B O4 B' H) e* N; f# ~
完美的DB
+ L* A8 u; n6 V: r! ^7 e
* \8 Y& `1 s2 [' j0 v
2 i( ~' Q' g! f" s* j/ R9 E1 ~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。
! H' L) \5 m, O# _
8 |5 j" [; M( N( ^! O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
$ Y1 n* Y6 R. C; j6 e
, U! u; d! l: C1 u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+ }/ [; H# C2 S
+ }) `# n! e9 C4 z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!( q, n2 F" A% i5 U {8 P$ q& ]9 Y
+ o" t6 K, D% m( o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,3 h! y/ b' P3 P9 e4 H
C, h5 b4 F* D: K! c% g/ w
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; Z: t U! |5 @$ [
, a" ?5 F9 u, w2 c
正,就会跟我们打赌:
. ^6 ^' I; Y& O7 ^6 F
: f+ Y0 ~; j* mp * x - ( 1-p ) * y > 06 ^5 z$ i1 w; D- S$ \0 z
q * x - ( 1-q ) * y > 0
9 r8 t% b1 G# @) o6 R; B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
: Y/ B* Z) o+ t U2 m
6 Y& v+ t- a* t7 E是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:9 r& o. I3 k8 k6 w- B6 @
; @! f0 @7 M2 a: h1 F8 l) t2 v: F) ]+ _4 F! c6 j6 D
, P8 [7 V: [' s5 E0 E% ^
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. C7 `# x7 s1 _, @
. ~" c6 T8 a$ L: r. ^& 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 \" z9 ~5 i: L: |6 N7 C
2 _9 U& F3 }/ Z m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?
! w/ c: f7 C- p" F9 j( F- O
* Q; o# R8 [: B5 m4 B& ^5 N* H* G4 b8 v% }' Y3 H; E/ q
三张卡片的骗局6 x8 Q5 x9 i0 c0 n8 W* H. r0 T! p
( _2 J& u+ w7 E9 ?
4 G% w/ L3 d9 M/ i0 Z1 H) K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 r" `- v, d$ z, r" f
4 `) l6 y% Z3 ~0 K" p" E; Q$ W! i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
9 ]( T. `$ ~, x3 T4 {
+ h2 W' y* K; H0 d6 S6 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
$ l& g6 H( W. ?, h1 r& p) y, K0 r1 g: `8 A+ 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。
{' e( G z) u. i* S7 j7 g8 ^, [
, J. k* c* W5 Q" C& [+ ^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( Q) ]* l+ Q
& \8 n) [) r' n x! a8 e# x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 @/ H N" E1 [8 j G
8 y+ p8 x% s+ {$ m' Y0 f& v7 A, o: K* G9 C
: y3 y. p7 H3 R, E7 C5 ?0 J* h
. R. J, c! N/ u0 S6 W
; w2 p/ Z& G' f& S' }6 \# l1 R
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
! l$ B0 g& }2 h8 E) u) t% H/ x3 U: h9 {% e
的情形占了2/3。
& M9 v, }+ b$ ^ r# R" v% V. _6 B4 D. n& Y$ r8 ~' w) j2 F
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% \, a( v+ e0 Q6 N
/ A9 W7 |9 I) g9 s. |
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2 x% J# F7 ? D+ d/ V
: \$ M' g& n, T$ i6 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) f3 _% x7 x3 J* y
6 H+ P% s1 x7 H: W6 O X
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。. z/ H" ^; M; K. L; e2 i( v! H" B
P- D+ @& b4 H* l' |
如此不平凡的黑桃A
& \% R, X5 f' x/ A6 q( t% e
: X2 I# N' r' ^$ J2 _9 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% D$ l9 m0 S* r6 `+ L3 y* e( d
! H! B" h9 \3 a- D! f/ I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( v/ e; I. W* F' G; z2 s9 {
" [7 L% d1 K7 _/ 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,
+ ~2 y/ z6 G) t/ `& C
$ R) U. p3 M: l$ R/ u" H4 ~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
: y2 \9 z$ g* m1 F+ x# }( k- U F% `
还有没有更多的A?”
2 d) r. F c6 Q1 W
6 \ m4 [+ s3 M+ s$ Y$ n- k" x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
6 r7 p( M" Q+ Y! ~* o/ v
: L, ?8 A d' |, d7 Y1 K7 k不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:# e o4 {. K. e% H0 R: V6 p0 t8 x
: `9 f% S, I" }
没有A的情形:C(48,13)
$ e6 q# @( H+ \/ z' F
* o7 R; W3 J3 |) |* J& B, @! v至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)9 F- x2 d; e3 @8 ]: @$ i
5 \9 M& g2 v. ?2 g+ B, Q( M
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
8 c Y8 F$ r+ l v% P, [
- g7 \- Y; T8 K5 g8 {3 L至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)1 S1 V7 v; O0 d% m. G( h
% Q4 T, L- _7 |- E, ]
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:1 ~# N: E8 u T4 O X2 d( f$ s
, R0 y3 _) S* ~. S* i
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
. r! Y* Z+ l' v0 G2 t(C(52,13)-C(48,13))≈37%& x$ u5 u$ l5 P/ p' l
7 S4 o4 W9 x7 Y6 i
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
0 k3 x& U" ^3 n: @+ \# [7 Z5 |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,+ W" ]3 |- s5 X5 m5 U: O+ t
+ L$ `% p k! z) N. _: o% J7 J
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: @7 z# @ Z0 I) f7 h
4 K6 @, c$ ]2 V$ n! N有黑桃A的情形:C(51,12). C R( T, m0 o$ j/ p! e
' R* T. d' v' e) j, O
没有其它A的情形:C(48,12)
2 L7 |: D: B. |' k( I# @1 h1 L- Q: W: B, R6 e8 i2 q* q$ l- @2 ]9 [
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
2 U. z0 w, M1 n( B7 [( M9 j$ P4 N
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
' U5 |4 N% O7 H( @6 g2 q% ^* m
0 \4 t" R' ]1 b6 N$ t3 Q3 K) h- NP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。9 F1 G7 k6 l7 a3 g W' x7 B+ M
; D# S: @) d) S4 l* @% ~: | k. e
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1 {. z9 t: T* A. w2 z0 v
, m# W% `% @/ w0 t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
) k/ g8 U6 J$ k7 z
6 m+ L1 d$ c5 T你是传说中的死理性派!
3 i7 @# l2 `: ]' }5 K: h8 l+ ] u0 ]0 S" M" J% Z$ X0 ^
4 f' b6 p/ \- |
; C" Y5 h, x5 r* K' N
5 N3 A& K" u/ y# C! ]
1 ^2 I/ I- ^. H$ Z/ X Z+ s% u- H" f. Y) O. J
" z2 n! }. q; g& ?5 P |
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