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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
. O' }5 I; E. K. X* w! o+ A$ B: B( ?' j8 b# q8 [, v" ^- c- d
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( E- U4 @: g. W$ g* X% p
. L2 X4 e6 N2 R n, n# H
(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& f: H- f5 s2 Z; X& Y6 F
$ @% W, U' ^! E, 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,
# M: w' W7 |0 b# J2 W7 D4 [) a/ c1 U2 \: r5 O
就算打赌,也要精“打”细算。* e) J$ ~: H) n% S/ D: B/ u I8 Z- l
: S' P, k. a! u' \, I完美的DB
1 T0 e2 _3 d0 E# {4 G# X9 s
' ], i6 I* M1 [2 G" t5 I8 A
" m1 o# d! Z! \9 mNBA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。; f0 b7 n3 M# u" K
- `8 G# |' z- Q1 l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) O$ F# H0 b( {2 o' r0 ~2 s6 _
6 E2 T( D* Y r* t1 z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/ K; w8 A3 f- B. f' |
" P, }) q2 J- Y3 v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!
+ B' v. {/ _$ V
" Z* U) ]6 Q7 C; B$ }; [& k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,- N3 v8 m) n: l+ @) p2 @
4 P4 D- T4 v; Z8 R7 N% A& f4 n
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; h+ B& u7 E% E6 a( \) ]3 s/ W! P! u. F, K, e; y
正,就会跟我们打赌:
+ M: {# [( }: a7 s9 h) x& Y6 o" n( d. f8 {0 x. J t2 F
p * x - ( 1-p ) * y > 0: B# H1 A" h; c: t5 }
q * x - ( 1-q ) * y > 0
8 k9 S" _+ z; p4 z% \ K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 |0 v' ]% ?. H( s+ u( Z
4 a3 [9 U2 V% }! R: \. k( F T是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
& h, u4 @- y+ A! |, n5 B3 M7 g A3 j) J; v7 j* i: d P
/ q. u( S4 O, `; Z3 e1 q/ q
* j" t) E! Q( ]7 ]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& U0 R6 y0 t5 R9 l
0 H3 G$ x, w8 s
“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
% n9 N4 [; v! P3 O. x/ M4 V, b2 |! I6 |6 {& p" y. J+ 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?! v! t# N- n9 u
c4 t7 f' T$ ?- k
6 c/ ^/ v: ?# e; S三张卡片的骗局4 A7 e* S, I- X# R# u, ^7 m
8 X5 M) J) R3 X k/ T1 `, U+ m! k: Q( Y- g4 `0 t
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 q: v: Q' R$ c1 X9 x7 e g& ?- ]
9 |" D4 x9 y8 f, M- U0 c' x) e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 X( V+ Y k3 _- L6 X3 G7 @9 O4 v
0 k% ~( G$ ~8 w5 W3 |' J
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) O2 V2 Y/ j$ _; e
6 O. o8 X" ]7 X1 ^$ H. j9 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。
/ s: t; t; m O, y4 x* F) j7 ` ~' p4 v- n: z9 o( u. w
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 q% G# L6 L L+ _! t: w
' \* |: [/ c- o7 o6 P
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:: f3 O/ o) G0 v6 d3 L
( [# y! O$ t/ r) }2 s* g
& E! p: q A+ K% N1 `' h- l8 D& p( g: U4 C- U+ V' U! Y8 w( Y
, Y& p% L9 h4 k! i4 i$ p1 A
4 F h# d/ \; P* L+ V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
( X# x3 O H2 C3 }. M" _: j) W9 D+ d4 ]) y6 c9 L. d
的情形占了2/3。
8 i# P5 G) C& u* z) ~& \9 D# Q) v* b$ S/ d- U
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* l; W+ s. |' m* E
' \' Y! |! b2 J* w0 O4 J1 Z( f
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* D" s* y" c# k& d! B) b# w
6 g% Y8 B+ F) U! M( x: b3 m" i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)
& ~- @ {8 E- g, {5 d
! D; P8 X, N$ b& b9 w n称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。; f8 f- Z1 {7 D" O0 v; N2 ^1 _5 G; I
3 O6 X# N- G t: i如此不平凡的黑桃A
6 l; Y4 i1 F4 c7 o* ]0 G' w8 H1 G4 b5 g& u4 ?% B
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
! l4 d# C8 ~( Z, Y9 q& d4 K) W7 ?: A" m: ]( ]) s+ S4 [2 [
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
0 e7 N! ?$ b# N0 E! ^7 ?& o9 P: w3 T0 F& y
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,5 i) y' C! l; E
; l% L9 S: y+ O: z7 `1 M: C6 @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) l" ]( n3 M4 t f6 V
6 @8 C( p" t6 T6 j( g) Y还有没有更多的A?”
+ o; `( P% g* F* ?# x: D! i/ L6 @9 r) @6 E; V" c, U
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
& Q0 f. s5 `. m7 X! z) }- `. i* `2 `5 ]: j5 d* D" ]- _
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
) R& W# Y/ Y ^9 P$ R1 X1 \# T; H$ s! [1 Y" L6 }
没有A的情形:C(48,13)! _4 R/ N1 S3 ^ W6 b( n
. Q% K+ h4 G* }; F) ^" Y5 L g: n至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)( G6 M' K* G# t. B( K" b/ K
! `- D+ l+ o* M) m# ]( M! J) G
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
4 V! ~: T( J4 B6 W; T' U
% Z+ F4 Q6 H& C" u8 m& H' h, O至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)6 w- @) j, M9 I% r) N$ C8 y+ E
' U" t+ t% h4 x" r- a4 N
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:
8 P$ G A& Q3 }8 X3 S( [7 B5 O$ e. N) v
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/; L4 l5 F. r8 O! r8 J" ^8 N) J
(C(52,13)-C(48,13))≈37%
) i3 S& `4 i6 h7 r& S
b! E1 B! N" R& i' d5 g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
4 Y' c5 G8 Y5 |/ J3 m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,
/ g9 G2 Z, E" D* R
; ~1 ? M8 x, ^5 B9 m4 W! _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:
) ?6 S' L. i1 \( K
0 J1 `4 Z3 f9 ? E ~有黑桃A的情形:C(51,12)8 z4 b, Z% [; d4 ?' \! p
; D" f6 Q# \9 j8 ]. _% A没有其它A的情形:C(48,12)5 L& j" t4 `% g" {9 q* q& M; [
! c- W Q- s) t4 b; z: h/ z C! y7 X0 j
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)2 Q- M7 b7 K6 S9 R0 ^1 [
2 Y* i/ g( b0 F$ ~( _
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:/ k, ]5 q, f2 V
$ l- f* f% h H+ A4 w
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
$ f% [. N4 z, d' Y& @2 n7 |' m# b s% ?2 b. Y; d8 v
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$ ]3 k7 Z. B" h4 L/ A. r0 \9 C
, y$ P' l" _4 V1 A+ ~! X
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$ C( ]- L4 } c3 h0 Z0 m$ }# T
' [) d% o S& ~& O# V$ }你是传说中的死理性派!, w+ h; D+ |0 n+ x& d1 P: h+ j! E
3 r* X0 D; B/ \7 s$ R4 T A
2 R' Z1 @, q2 ~
8 U7 [! Y+ K) ^* U- w
. V$ V+ c0 h8 V* m- P4 ^9 S
% N$ r' O# e. j3 F. Q7 l- `! {- l4 A h3 ~2 R
5 v, K4 d& U: s) T5 Q |
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