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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
; s3 N F9 @( R* C: p6 ?/ B
& C# [9 C: |7 M5 z: A 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
5 R/ I0 i) K) q$ Y) `) b \, f& k" u1 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- H+ `9 j* E6 y ?3 Y: n
) {- D2 Q/ b7 W1 X( k, c' a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,
; ~% a: L% E9 X0 V
. A7 y6 ~, m& h( z) h! }' i5 O就算打赌,也要精“打”细算。- J P+ t6 q- }3 t* T/ W8 M) ?. N
- E" Y t6 G) B2 ^8 \完美的DB' e0 n( S w9 ~; q' `; j
1 B" v- `' s* R2 f
* E" H$ t0 q3 f3 S; 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。
) a* s9 c+ t" [8 f/ p* Z
& P+ i* p8 r3 [* p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8 i( ^% U$ L, ?, \, @
d$ A% {+ J* W" x8 b7 {( I4 m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. |+ O1 ^9 a6 X
% Z$ i }, ?6 P8 G
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!
; s$ q4 p) X3 m
4 R# W% g/ k8 i- j' _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,
: M$ r4 h/ h+ c: R: F) S1 b. p6 q4 T5 \
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
7 }/ r, D7 a! y# N7 D# n. K7 M, G( Z' T9 z1 R' x8 L
正,就会跟我们打赌:) Y6 [- l, P6 H5 e$ K
6 C1 o% ^* d4 q$ a" c8 ~! [
p * x - ( 1-p ) * y > 0
% p: O5 o# \8 v. F% j; Kq * x - ( 1-q ) * y > 0
/ W8 w+ r% r, @/ a! S2 e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% r' H( n: y& y$ i; }6 ^, C
* B; d/ {0 g- A' o
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
8 a& b: S, J! M1 o3 {1 E& a" y3 Y5 N2 G J W" k
8 C# Y. }( R. u% t
. l9 j% M3 o ^7 F+ ?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! \. [, k5 d S; i4 C( l' p
/ h% B) Q* I; G) c# h T1 I
“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
( M4 v1 ~; [& P
. B ]. K0 f1 b1 q& _9 a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?
+ } E9 g1 n! x4 t* C) A+ Y5 [% M0 U; W7 _" k! ~
5 g2 ?9 ]/ z6 R$ |5 D! ?. _* v E1 x( C
三张卡片的骗局# W6 g2 Z: G+ ]5 |" V8 C* L* h
" `& c2 p0 ]7 G& U: E0 |
6 }3 x6 N7 E q: V3 E. J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: M& @8 b" [( X1 {
- F( G1 w4 F! ~0 _8 A, U9 M. f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
& [' v% N- k% {: @% c& ^/ f1 o
; Z: ^4 J2 U; v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, N; q1 R S: u- f' C
- N: O( a$ s8 _+ C# T4 ~' `, x
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。
( D, G2 j) [8 a; Q" E$ f' x3 E3 l# H" v' O! Z: Z4 D
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( _& v9 |8 O6 U8 u% q" e: G
7 p* t& \7 Z; I; T$ b3 z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:
8 e1 j7 C- x, J7 f% G, z( N! ^! h" x: [# K
4 y* G/ i$ O' ~* e
5 e; f7 G. d0 ~7 ^# M- ?. t
% f7 O. V/ E7 y0 ]5 ~7 \4 I8 J2 @+ e, s: F: w) k, 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' E' N; R) S4 { J2 E
5 S5 b, X# H- r6 c' x7 K( D的情形占了2/3。- p- p( a* `' I3 q. m [6 E
7 A6 [( q: @+ p ]( u: s& x
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3 L1 i A/ Q8 @
- B x, L5 \0 o$ u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+ _7 G8 u9 [" ?; X
; Y9 D2 F4 o0 D: C& p; \2 Z
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' ~7 N( h/ I5 T; h
. _% ^* y- Q% A+ M7 w/ a0 W( h$ ^
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
6 k4 t3 S$ k) e" ?8 c. P9 V! l9 `* P0 a% M
如此不平凡的黑桃A( l0 k0 a: K; J. A& N) ~. z
- u, _' r$ H& J8 N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
8 S# J9 p) w2 A
+ U( z D* O+ Z2 g+ a% k$ ~7 X* O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
- x3 y) O! j+ D, p B4 j
& B" ?# x- z3 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, @/ A5 x5 F( T w
, P. f: ~ { q' V: a4 M2 B
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
0 h( A2 F/ m9 j- v: h1 u# s+ K, ?" t. m4 U, \* d, c5 `& P
还有没有更多的A?”
! f* y" {; L7 S/ M b4 y% M0 `( k Q5 m) 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; x. M5 k$ p X: c# C
4 v8 W4 X$ Y! V
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
. \1 T1 u. q# Z9 S* t, Q$ W4 C2 a6 W7 }1 E
没有A的情形:C(48,13)
1 p+ h4 g- C4 G1 V0 ~& N0 l- G( J1 t3 @$ |
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
) t# s* n# v7 M3 ]& L! ?/ {! n- X7 Z( B, z6 u( y+ p2 {3 B
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)# E: S! Y. f. X
* K9 Z6 \; N' j) O至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
+ q. {; j' E- j" a/ g$ I
" W6 D; j6 m, L& q/ m. x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:
! L; r& { ~0 ~! r: p( m5 p- ?, M8 t; I- p
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/6 a3 i) `0 I3 s! _1 p
(C(52,13)-C(48,13))≈37%" {2 K0 ]. P& }8 f' D; r
. v0 E4 a: p: O) q1 s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
; I0 w3 x& R, k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,
* J7 S# v* Q- N3 O6 L6 @
- m# i M2 Y, }7 \7 |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:: y, t; P# J) f8 O/ j! }- ^
0 E3 a0 `6 M, }- G' t7 p% g1 c
有黑桃A的情形:C(51,12)- f; P, ~8 f8 L9 X2 {5 z
) \- s" p( a( h( d
没有其它A的情形:C(48,12)# [" O- _7 o: L4 M0 ?3 n
8 R: ^6 F: j) y# p
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)( P2 Y- F" Z. J: H! ]
# w% K5 S% Z! I) j' Y' X: F+ r
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
$ |% K- p& `" G; r9 \0 ]" G6 b! y( b1 o v6 ^
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。$ }. k4 K/ i8 m( {3 a( _
8 h! f; Y" @. p/ o3 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
& }! i: t1 d0 L/ C1 l# z- V7 e, p' M: N3 T9 _1 H3 W8 i' r2 K
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" U( @5 ~8 b, M: z# y
6 _3 |( R% T# E6 K7 N/ m1 W* ~7 f
你是传说中的死理性派!( U/ L9 ^/ J8 d, p! N" [ c
+ ?! @, O' @& h, f& W" l" R+ X; l9 v5 r& j- K) {8 z
' f3 p" X9 i' M0 _ h# ]5 \
% D( ]: G# m# Y: z2 \$ P# s# ], n& k1 U0 N; G
& m# Z# j. X- q
$ E$ y4 g. ~, n |
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