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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
$ O0 S& B3 B- q- O# v& v$ u7 M; i( w
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! i! K, Z6 ]" Z2 N' @
; o/ v( ?5 |# W$ L4 C1 L0 E(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6 {+ Y9 S+ {1 G% {
* ~0 @) q. p+ I. w! l/ B# T) v2 T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,
# `5 H8 l: a2 S2 P: ~4 k8 O
; o+ j$ k/ A0 Q }就算打赌,也要精“打”细算。
/ Q2 K- ^$ j1 {+ G1 m' u* k2 l4 Z- F* E
完美的DB0 C- D* j. n. x- k' `
. v& L! y* J% b: ~, R$ h- d; ]* v6 [" }! a K3 x
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。8 M& D' T( |9 c3 Y
/ c: h$ g; c$ Q& }0 f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
; L5 C* n. K+ e9 A' g& i+ ?; M: h$ W& p" S/ W3 j3 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
) G w3 U/ ]% d; O/ E3 g6 G
0 u) @! }0 `. B4 F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!8 j0 e. `* j; I, ^4 L& ^
% Z1 x2 o! O5 f" I2 s0 V( U
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,
* c, o' U T( }3 v% C: y0 A8 d5 p# }/ m6 R7 m9 H$ e
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- Q7 C/ ~9 a; U1 ^( q3 j l2 ^
* F2 G6 C9 W+ r$ x正,就会跟我们打赌:
- p. j3 k# x, ^1 i2 k" S7 J8 K2 z# d
p * x - ( 1-p ) * y > 0
0 n3 q$ {7 j3 _6 }q * x - ( 1-q ) * y > 0% b8 d' _+ c. L- |
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" E& \$ u, H' U+ {! S! q8 t0 G8 r
; Q L) Z' ^1 I& z- J是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:) Y5 h3 f. c3 h) Y
% X/ x0 r& t; B5 Y" W8 r
# F8 w% q V$ k; ]2 j+ d$ G. j9 M
/ H4 n, ^( i" `4 i8 x' o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- \& l9 ]. _0 A
0 U! E [1 [* _“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
6 h0 V2 j0 B7 s! c5 z9 z$ ]1 h7 [, n# D' M! R
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?% o% |4 D4 V% B8 o4 {/ e, o
6 V: k+ A2 `* t$ x& [
7 ~* c. A$ S; k' m5 z# ?% C8 }三张卡片的骗局/ k' b. S8 o0 d( z- {. \
! l% ^+ @! L, D/ `
7 v/ l/ X! Y5 Q, G) M! X, G. [
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
& y, E6 Q- Q8 `( B6 U4 m- Z: S2 U! u1 d6 \* ^. z2 Q
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
8 g$ y: R, { X# w/ Z5 a
2 L1 U) J- F+ j: s/ 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
3 _9 _8 Z5 g+ I* y" G
6 C: o7 f7 C o3 j& M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。: T' s B! E/ Z k6 q
; D4 w* |, Q; e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8 Y6 b. L" U5 m: Q0 C
+ e" M/ f* _+ z6 B+ \/ _0 S
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:
; E( h; J' C, T6 I# F& ]/ h$ A4 U" a
( M+ J. t( l; m
6 l2 Y+ ~) J6 v% t$ s \( J8 ^, `+ G
+ X$ z; u/ w) ~
+ B" q0 P4 z; H4 n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1 j4 g' @5 l7 }
$ I/ V$ H* D( w! z3 L; k的情形占了2/3。( c& u4 X- W2 P8 [: D/ u* \
, N8 \: t" B' g e* c9 P9 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- ]7 g- c& o) a0 ^4 t# f
# j- t1 i! l) p; ]% e0 W5 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
) z/ T" z6 z, t6 s0 e7 [ A. v( O7 e! J8 j) d/ A7 m7 o
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)6 B0 |0 d) b& ^) z6 G$ ]
$ l! [: h2 R& G: {0 H8 l
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。& Z) F/ W" V; p' h
" R7 u: O/ `0 B4 Q0 q
如此不平凡的黑桃A& J! R- W" K) E4 }+ \. S0 W0 K
y- W; |4 V1 D2 I( v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
6 F: F* f0 b# S \( e# Z
$ f% A c3 s, I4 f& j$ |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
3 h2 _6 E% }. C+ n& J1 u5 i, \" n h) e' Q
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,1 ^2 u' u, r5 _5 ?! l' {3 A: y
% w& F, B3 h0 S& }( g- p( Z6 }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5 q. Q2 K6 Q0 X N4 U$ p
* z R1 L+ H* r! B! s: \
还有没有更多的A?”
6 m- Q+ R+ A6 p/ S% z4 e8 y) T. J
; C( G9 j. A/ H3 R, B8 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& w9 H( d' R9 F& @+ i* [7 |
( @3 M% s9 }; L# i" B3 K, C2 _
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:7 y; a3 Z7 I7 x
+ h+ Y" M2 \, S3 R/ f2 v# q
没有A的情形:C(48,13)
3 Q- f+ E+ u D. u) T! c
: z4 T; d/ c/ B6 }, N至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
1 h% E( P/ a) K2 Z) r, E) B0 {# ~ |7 t' t
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
( {$ l/ u9 M+ P0 j+ c, V( H! ^( s* c$ Z3 c# T' n" a
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)- Y% o K* k. ] A/ |
$ t! n; a9 d% A# y. O W2 x3 B* D
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:
0 X. M% O% _9 s1 A8 ]& @0 m# F' L" O! |' }; F ] D9 X9 L
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/. u* I& N5 h1 m% {; W! q
(C(52,13)-C(48,13))≈37%
# C; l* X( f) |2 v$ b1 @, n" I: Z9 `8 P9 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
/ c6 i6 I. i! R& j: w2 y- o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,7 X- Z- q+ d0 b# {7 k8 `
9 z2 f" k" Z* \( P5 o2 R* Z4 C* q
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:& b& i' H: k" J% E( O1 b& S
& Y: q4 s/ e( x+ o
有黑桃A的情形:C(51,12)0 T& T6 j+ P) X' a) l g# c" F
/ n# s0 p! v {- T. o# L6 |
没有其它A的情形:C(48,12)
$ y- l0 @0 Q, v0 P. G
( l& p1 }. B0 ]5 n {# U还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
7 o% j: S* L; K. w) {% E3 G
9 [0 a1 S- G9 o, w6 H' K6 h事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
! f7 ~# e7 e4 {+ Z8 W+ b+ X) Y
( B# D- m& Q; I5 \3 P5 e+ ~2 sP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。( V& p" u7 l6 M7 S0 u5 u8 w- j: O
3 d$ v0 `; K( P# p9 f+ z1 ^+ ?1 c
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
! ?' _& q' s# {4 |6 s1 W
& ~0 Y2 A" `) Q1 [$ R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; Q9 y) Z) h1 I6 w+ z8 s3 w
( H# Z4 F; }( e5 @. ~
你是传说中的死理性派!
- H) z1 W+ N* @8 B* z: e1 C q& F/ R- Z, c9 K) D% r' P* g% A. w
0 M4 Y, D8 h& q+ x# R
7 _% a+ D; D+ c# N' U! u- u: [- C2 p
) q! f* F6 s7 e A3 m; ^1 x1 {
- f: a* c" ]7 w; X- _
$ w/ h& C- O; d* I u# J) R" i
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