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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 " I& H [. e, ^9 C( p" K
0 x" M7 V, B% g7 E( s( u
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
: l8 v5 Z Z2 v/ Q0 r7 i* Y$ v; r9 M
(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
7 t- |2 K; Z' }, C+ ^/ [
" g+ y) Y! i; H1 G. z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,2 L0 _) G& j' U; G+ Y
6 ?- ^8 U5 S0 _0 O7 k/ f就算打赌,也要精“打”细算。
q9 o6 {/ x% W0 q# Z7 I" {# H# O O8 W7 B
完美的DB6 I' ?" |0 _% G# p2 E
/ N0 K- ~7 w2 i! }4 K0 v
|* E& f' }0 T) XNBA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。
, }$ v& I3 N3 l8 |& I! e; g5 m( E' J
4 c& _( H, F" B$ @! R4 I/ 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
9 `: _: |7 Q# z7 F7 h3 L$ W$ [7 d* _6 k# l$ n5 D! V
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( P/ N4 S$ f5 W7 \, I2 w
6 ?) ], o+ S W- ^8 L* r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!
! Z+ D n9 G- h: n
" x, d! u w7 K6 B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,
8 }7 U- B1 J) v1 C. e+ Q0 [# N8 l! a: ]! {0 k9 ? T
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) \7 D! H! M8 T
- o+ Q$ t ?' V; i8 @ u, u' |# U
正,就会跟我们打赌:
( Z* A: r/ F6 v7 Y. ^6 }" Q. H
' j2 x. k1 F/ Q3 _9 d) s9 \p * x - ( 1-p ) * y > 0
. l0 z! W- p% P) R0 O* t, Vq * x - ( 1-q ) * y > 0" i! H+ P) t: I
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
3 l R% X# Q6 E2 X: |
4 L/ `& X4 }6 i N0 f$ [( |是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
. u) b+ P9 R3 j+ {. v$ S4 o( @7 j2 E/ V N+ L
. R. y) g7 A+ C1 h7 [: i9 p
3 C( M1 D! h8 [$ x8 v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
2 E" e- l6 C, B* M" O! o( M. I: g6 u: O; M
“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
: o- O/ U7 G8 D9 [* S2 ?- h% P3 }$ x4 }- d7 S8 I# z% _
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?
. I% j( E$ i% ? E }) z" X+ m
) c# r1 H9 F7 o
9 a# L$ l& j+ z3 Q三张卡片的骗局
~8 q( q7 ?& r4 s T6 a0 w7 A6 i" W. X; c, u' O+ `
! r3 O6 w F: M0 F
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' ]6 o& l5 B! }4 s* F5 p e. F* L* |( ~
# V$ S/ u# t6 } 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
% ?) R4 `3 |3 V2 \/ B: u" B# R4 s5 j8 A5 A' K# v3 q
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" q$ g! ?0 ~) ^/ l: T6 ?
+ D7 H( S/ D# R) c/ ?" o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。* m% M: H$ d: n6 e' R* ?# M" f& o
+ V: c" x! Q5 W% ~4 }" k
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- S4 r8 F0 V5 ^2 d
0 w: N1 ]: e5 v* k9 P7 m! d
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:- ^) P: f) P: v
3 D9 X/ |# w- i& P5 d3 S9 @3 e8 Z
+ {6 P5 z5 H3 |1 j6 U" y' J) x
/ J% j) M, G% e1 ?2 w3 s8 ]4 E7 P I3 J' `! [
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
* F8 }$ _6 u. m9 o: N7 V# c
% O; l5 Q% u& A* A5 f的情形占了2/3。. [0 f+ w( q' }; c1 v& @
$ k3 G* U5 C5 P: L0 ?( S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
# c# U3 C: v0 }7 c9 C! z. A: ~3 Z+ U/ B! U$ d7 f2 s- y
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
* t0 Q m3 D$ L6 B f; A! X3 q0 b3 g- i# {" v1 ~1 H
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)
$ }7 l q/ q3 B. f. }5 F
: T6 ]: K' s L( T称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。1 c0 B3 @; _/ e4 M* u
- ~! k* @ M, p; y, [
如此不平凡的黑桃A! k3 }2 P( C+ Q! k9 T
5 g/ k% \/ j% F! a! l2 J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& Q. l' \: J) R1 F
4 U/ M( V" m) I. ~& c
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 h* N9 o$ P) A" A
0 ]! T8 o. S" M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,
/ f" R# o) K3 D0 a! z
; n1 ]3 x1 ?- @$ R5 p5 D P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% n8 J9 U5 B- B) Y. {3 B
, K5 X$ m) t; c: r; u
还有没有更多的A?”4 D0 ^2 L0 E/ X3 u! ?' U
2 _' d; h( ], p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$ h1 {+ s( x3 B& }' { y5 F
( e7 V' d# t% K. \5 {: j, `, |
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:& N$ L* O* n! W G+ w! O
8 W5 `' P! |1 e' S
没有A的情形:C(48,13)
/ {8 N: J# ], @9 o! L* g
6 z3 J, Y& Y& C+ \至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
/ e+ Y+ b. b: c: R: d9 t, Q3 a5 ^& c+ c* v/ S1 C4 a7 V
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
, b* D9 G9 q3 f7 e% i3 M% w! f3 s! X
- s3 {8 r: ^6 q1 v* `; |2 k至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
6 m" t8 f2 c7 G$ `/ x& s6 v; I1 }% n3 r! z
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:
" Z# k5 e R% Z: C( `7 X; C9 I+ |8 W3 Y& A
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
6 @+ {" Y/ N# U( Z$ [(C(52,13)-C(48,13))≈37%
! R( y+ F* Z# r9 h7 p& h, m O( y- e
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
# R' e& h; f: [3 y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 Y9 K) d) K+ T+ P. O7 m
9 x: s4 M: J+ q0 v6 b( H+ n' E
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:2 [0 O Z9 n; t) j
$ X5 A) w7 q( {( j7 D) f有黑桃A的情形:C(51,12)6 d: w* r) n6 b' N! ^9 S
5 ~0 F! l2 F9 h; w8 e没有其它A的情形:C(48,12)3 B: i4 V5 r8 U/ F. \
& ?- I& u# m6 O+ O7 g) }6 `
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
+ P6 ?% l) d+ E) P* }
5 c u% Q6 F5 _: G+ ~4 \2 [事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:/ m4 I& ?" b; J" R7 Y# Z6 ]
" t4 A" ?1 ]& PP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
9 n/ a. |* K) k9 \' l: o7 Y( e. f1 F+ d. C1 Z8 p3 J
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
& g- Y% q: e+ \) K7 o& Y9 h' d( a; p0 }2 L2 u$ U# `' w! o3 [
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# X1 `6 ?: [: t4 j4 t; ~3 p9 b
6 }( Y9 j F& K% g8 T4 }. h% m0 B你是传说中的死理性派!
+ @7 U# l6 `# o7 ]4 c
! {& g; ]6 P8 c) A, G8 s2 [; h9 d; O1 {( U+ J; p3 V
- M8 B* { m% N N+ ?2 b! H- K5 e# C9 q6 U" g0 G1 I5 I$ B2 l; a
6 k% D) M% \' E7 L" [
9 ~. G+ X; E p2 E* A' b' u4 ?8 t$ y, y6 B3 ~2 `
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