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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
, ^* O- T+ w& ~6 Q& M$ Z* u9 V1 t7 ~6 K F! ~
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
' D, y9 i5 V K; M7 H5 _6 Z$ {9 ]5 x
(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
# s6 u6 _1 q2 o. Q& l5 t
* X/ C3 a" d. |& h" ~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,
6 `5 X5 e" F2 E( T
& o% O+ O# _9 e# ]' I* V, {- [就算打赌,也要精“打”细算。
! o% F/ j3 h# {# w, F+ \& D4 V5 E8 ^* j( j4 a L
完美的DB
7 w4 s V# w0 @( j. \/ S0 [( J
" d! h* `( r2 J% D6 z/ i5 i( m, e: l& I% f9 Y# O
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。1 ? K: C8 k3 z$ ]' a
- P$ g) r; k0 g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( v5 B: q1 y; c) ^2 c0 R
; F g' J! H1 q7 N f8 C! A
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
9 L1 F" x c5 S Q
0 k* F5 S2 F P. e* b7 I+ l8 l% 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!
7 L$ U/ P% i6 ]$ r. f- V, u! f3 \! [0 S) d5 [6 ~' i
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,$ f2 J# f2 L; b$ M8 k$ c
2 ~1 k$ @, z, v. S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
% U/ j+ Q, z4 o" N
, w6 M; u) e$ h# v2 M1 ~) G, b正,就会跟我们打赌:
: P5 {! @6 M( Z/ z6 [! |
9 C" |. a! t8 ?$ @8 \/ hp * x - ( 1-p ) * y > 0
; C- u2 V7 M9 Uq * x - ( 1-q ) * y > 0/ Q, n& ^& W+ R5 u
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; W, z N& @: i* n
! x Q" H5 M& v是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
* s# S0 u$ V) r7 q4 _
' W' |$ |% C( C% e) l. e5 R* t! Q8 _; ^6 d6 N7 ?
% _: R7 ~% Y- n0 H; B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3 I$ k& K9 u G6 z+ C( R
9 m3 S* T* |5 K+ D& S7 v" {) ?2 g% L3 {“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
7 d0 P' ?* z# z: [8 R/ q* y1 {& W4 p4 I
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?5 M2 |2 x4 V" n7 t( P$ ]5 y- Q
5 m: r. \7 {4 j: z" Z1 Z3 `) P5 ^. R' Y
三张卡片的骗局
4 M$ K& {2 Z0 n6 D/ {& S# x$ g
5 Y1 x% o, P* h' m4 L1 \" N; z) p0 `% z$ _% c! r* 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! b a" `1 ?$ h( `2 q1 U7 g
7 b' n1 E% d, E' u d) X
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! p. S; z( N1 k0 E8 `( E
/ B. l/ p s: ~0 p8 k4 n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
4 n- v8 [6 J+ V; o' j& \" d8 X8 w. X7 X) w. N- A
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。
. x P- |' U$ Y
8 [1 D9 Z/ \7 w6 m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7 {6 v3 ^. r2 t& M+ o- i
! P, U. B9 {! y) {" F g0 N) y
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:! I+ A8 {5 E: e2 Z6 K0 Z
( f7 y! G5 ^; ?6 M0 J( W9 |: `
6 H6 c, R+ F- B8 t+ j x2 a
) b+ R/ a4 Q' W
8 |# Q6 T( h1 ^: i8 o9 R) R- Y, p3 \, c; ~6 H4 e$ y4 K
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0 o4 ?; I4 T9 u; C2 L
. i" m9 `4 g0 G- p
的情形占了2/3。1 l: E9 V, G) P4 H
$ B/ \$ c- R7 a7 M( {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
, L4 i. n7 E3 a( L1 [# f \+ t9 M3 a; [8 {( A' t! _' Q
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
9 P- F3 ? _; \2 b5 ]8 V2 t: s6 E# H* v, g- |/ \; a
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)* ] @! \% W' \0 L; _
$ s. y- x; M9 T/ S7 x" D+ U
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
% e' A* \% `+ P0 J& E( s- m; V+ M% Z4 ?
如此不平凡的黑桃A
) k# ?6 ?6 v& w1 F* ]# D4 x8 B. H) b w
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
: K& I9 J$ L% L
\. J+ I! s4 U0 p' j V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
6 H5 ?8 z$ ?8 Q; Q3 W3 N0 a2 Q
1 C2 d5 [! Q: h4 z8 P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 S$ L1 j( F6 ^$ f" h
) X% Q9 l* @) v" @% ?% o! H2 k7 e' s5 X
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 Z$ c3 ^% N: l" t
! s* o0 `& ]4 ? G0 Y. ^) q, W还有没有更多的A?”& B0 A1 [9 F9 n4 Y
# [/ q( f7 |7 [( [: ]2 H2 y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
! i5 i) G' H, Q% @* B5 A
: |8 Q% X. c) p/ Y8 t不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:1 E: ?! `% `: N3 v
% R t7 \' C$ g9 Y# g9 g/ b/ `0 k5 d
没有A的情形:C(48,13)* O5 H" G/ k: L" ~
6 V" A5 t( ~' g
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
# w$ w% A* i8 y; v/ {. \1 T2 [5 w" g3 L* s
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)" w2 l% C% C- B2 |
f1 V6 D, S ^
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
6 G$ W' l* J9 y: \. R2 v% e8 c; Q' a/ P8 |
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 G6 o# |# w4 U( ]7 t& c2 C
0 w7 Q' f0 v" Q( WP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
8 g8 [/ [3 y0 n5 w/ y3 D(C(52,13)-C(48,13))≈37%
1 n( E0 N6 C' I
1 c/ s5 ?: b' V a2 g8 a) 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
9 [% [, N: w# K w7 W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,0 R7 S) {6 n: N) n+ S/ x& T! c2 [
0 r9 a" g$ G3 q4 P# Z+ k: a9 M' u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 Q" v; V7 @& e k
3 H" g" e6 }7 P有黑桃A的情形:C(51,12)
- r+ k6 m- y* {! v6 {1 M5 m5 ~* y* p9 E! l
没有其它A的情形:C(48,12)
- c7 P" t2 m4 G+ }3 A; d, L6 G
+ ?7 X( _& J5 ^- O: P还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)2 o' E, [3 @1 @3 n+ m6 x# c
- i( F+ `. T% `0 {1 Z: h, [* G3 t事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为: k7 a7 `1 |* q6 @ ]
$ J7 S: c) j* ^* p5 F. J
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。3 M; ]! a. q2 ?6 Z& A1 P
( l! s+ a. ?- v% S) k; F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5 o* a+ K' R% h+ I
! G$ \8 H/ d% P5 Q* d$ \
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
! N8 g& `3 z3 n) B% c* Z1 E# e' J6 T/ I* w1 C* @& r: @
你是传说中的死理性派!
$ G% i7 z- y# N& l3 T# T1 P( X9 J
h0 E9 G! ~0 }5 c
8 c( l$ P( ]- m1 `
, N F I# n. {8 Z7 L' r& e' Y$ ?# [: B9 ` r8 m; `
& @) m% d* m# i4 C3 u4 k. n# B7 r6 a( Z; X
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