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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
( U' _/ F# c* T' v. {+ [
[( U9 q, W. w' B, 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6 }( z' l {; ~3 S% T
* j* G, G0 Q: Y" I
(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 s1 U5 c% f0 G, }3 H0 d
: [0 X! @/ _: f- D1 ~9 B
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,& a6 ^* f3 F. A& |
7 y3 Y+ M; ]1 B5 A
就算打赌,也要精“打”细算。4 t: l1 P5 r9 v* ]3 A0 s {: L
: Y# d) T0 D% u( N6 y3 L2 x完美的DB
: l' f# O) T# \; O' }! z8 m- \$ W# N9 u6 A3 s" ~9 H
# e! g" H& F9 H, ~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。" J( p' e9 a. e, j9 X
/ |6 F; U3 ?1 |8 S; T: P4 @6 s) K
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
" B% v2 Y W5 d4 z# D- T8 b% O6 M8 B7 o$ E( g
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: m- j" e4 O* R( o" _/ m; v8 X
, @; K* N! w0 y! q; w6 O9 k- Y
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!
% ^% m2 N5 |" `, X! z4 w; \* Y+ G/ t: o, P; y5 ~3 a% e$ 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,+ v3 S4 l Z( b3 Q- o9 l
1 ?7 d i% R) {& Z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6 d2 b" ]! A) _9 u4 H- t g
* y% G; u' S$ k8 @, ?
正,就会跟我们打赌:
+ \3 H" I! @; j8 ]1 D3 C
0 y9 l- z. P) U- s( j! Pp * x - ( 1-p ) * y > 04 j6 Z/ ?! [ R/ X
q * x - ( 1-q ) * y > 0
4 F5 B0 T( S8 J* o( l6 P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
! j6 ^) k* G! K6 J5 h; h1 [' q5 E: {5 B* E& ^2 x5 M
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:! c3 Q# M8 w) l
* r, \) H/ r9 y$ i& I4 U. l# @1 b3 j8 W5 N/ B0 c4 p
0 c. A F, j! ^
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 b3 Y+ ]2 ~4 c6 }1 C' K
1 ^* `5 V- c# L“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
9 E! k% Z" w" P/ p, N
* h, p7 X, _* ^3 O1 p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?
" L3 A- Z' \3 O* s' t& V" h5 r x% |" @* s* i& R; `
1 G5 T0 D2 E3 ^& S' s. [6 |
三张卡片的骗局" X4 l# o0 Z _2 q% u
- Y4 S/ G' o- c4 c g
$ Y2 V3 Q0 e# @( |/ c# e( H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
R4 Z. W, d. r1 u
# v3 \$ c1 q6 f% M/ Y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
- S: V# S0 j' a6 a% E
" a3 P' |, B5 k4 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* w, D5 k j/ Z/ T5 V8 ~4 r& ?$ W7 b
( o% }9 w. P0 p4 m5 ~, I2 `
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。
+ X8 p% y4 f; C% Z( O* K2 ]4 z% \, O# w5 y4 o0 o* [; m0 S7 i
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- F8 a$ b1 \* W! F6 R4 G7 O
, K0 x3 t2 M9 N* v; M6 Q; r! d- a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:1 B8 F$ Z/ W( X- Y* o. ]# r" S" C
! M' I& |% H% y7 P: y6 F' W
; c$ R5 p2 H( }# ]8 i* h9 H* t7 n
0 A) F8 Q3 S+ F! p) j7 @. N; T
/ z' W5 |. h2 N+ N2 m, n% ?
' Y. y7 d' k% v2 I! m- X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$ _5 U# {$ L1 M& ]- Z
# t7 @1 o3 t$ }" H- [$ ^的情形占了2/3。4 K, d- a5 e# h( T) D |5 O+ R
R! U( Z+ r6 f. s- j, 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
) j9 r* c! u5 g# \: H* z' z3 B6 ^
: z B+ ^5 T9 Y" h% W+ 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
( y/ n; B* J( T% J( Q! {6 q; _: X
9 ]+ d: C( l, \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)
* |* U' B/ H& u% X4 i
' _: X& t1 N# K6 ^1 l" L- f称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
' I: ?: x, m0 Q/ \& U4 S. l5 g) l& z" A9 |$ E+ Z! n$ _: o5 _
如此不平凡的黑桃A
5 M* k1 ^1 L( f' r, `1 I& i. c& S
# _: q6 P0 Q( h% c+ Q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7 p; ^2 {% G( A* `* v! ^
F" [ A7 Y* }5 s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! Q( {2 F9 `! E3 s& M0 t9 r
# M6 y X) F1 G6 O! H! C
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,4 C: g2 h1 c, D& C& s4 n
& h6 @* B# g) h. c& |
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 ~3 L# g% x" X8 t5 g; W6 b* z, o3 |5 f8 [; X8 Q
还有没有更多的A?”
3 T0 h8 h8 \& ?9 W; A( V! k' q
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
4 n; {6 G" I" o5 [
2 y8 U) x x* W3 v$ W8 l' I" e) L( W不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
4 N, R) l3 ]4 u& ^$ h/ S# Y5 P( t, t9 M7 o
没有A的情形:C(48,13)) }7 T/ G( j% Z5 J
& x! n4 j% k- L! a至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
2 S; V: T7 m/ h1 P: W4 E
1 ~: T P1 Q- J5 C恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
' t0 w9 I( W1 _2 ?6 B# L+ F5 T5 |' w* {1 ^/ x; k2 q5 F+ s) @% ]
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
* m6 D' Q" A( m) D) B3 K
$ R8 c1 v4 A( j" h3 [/ r) l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:
, g$ C1 V/ ~/ D% K& d
: ]! U1 r2 e: `/ O' JP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/& {) c7 n* d5 I9 W0 ^7 t
(C(52,13)-C(48,13))≈37%
8 x0 L% }2 Y& s6 C3 y3 c
) A6 A/ L4 H& t2 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% m5 V$ k \ n* K0 A
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,) l$ T. @8 N! a0 w" g' W( Z! W
* v4 [1 v' T; V7 @! n9 `( `- Z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:! C; J* c/ a5 _9 d/ I
9 ~& @" Y! E9 X, N# u# z+ X
有黑桃A的情形:C(51,12)
& [& L f( p b2 c. O
3 }- I3 H5 _- ~6 d \: B/ S没有其它A的情形:C(48,12)
+ g- A, M, P' d. o, a; K' i
/ G7 N5 k$ [4 U- |$ T7 i2 H还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12), _- c7 E a* d
8 R0 X3 w+ U! t" ^, g/ M事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
; F3 x1 U( B+ u0 L7 _1 f# {3 Y0 V2 y
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。3 l# D1 H9 L( ~) T: o
# ^) W/ K( }0 |! 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
, y3 @5 w) W, D4 C' z% h" E+ C# O+ E3 Y6 p2 I
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
/ |! s w6 Z; x0 ?- g6 U5 W
. P0 @7 m+ l+ v2 c- m你是传说中的死理性派!
8 H; z+ w' b5 a- b0 R e% `
2 H1 w" F' w) a/ o6 o( w4 J! h) h! |+ {3 e7 m
, ?8 o" L K4 R' f! b& s3 b+ Y8 A0 R
5 n# T& }/ V& V6 E- @7 G
! U- K5 t7 L% l4 N, `% c: K: j1 o
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