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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 2 q. X0 H/ v* M, n
. S; J: r, K& j$ l 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
$ X- j- L- p5 P( x$ t# [2 | G+ D) J$ O$ Q
(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8 X% \3 K. _& K7 A
5 j9 i9 y' d0 {) J* e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,
7 d3 v. ^1 @2 R8 |
2 A v$ j( [2 D% F: W+ }' a就算打赌,也要精“打”细算。
& {% f! ?) \3 B6 `. M' v1 u, p6 ~- Y2 S# W1 j3 q T
完美的DB
/ Q& [9 ~7 U3 f9 i7 l6 W
, h, q. U5 d" K/ ]$ g% j$ L L( d' j0 V' K
g+ b0 T5 i. K- WNBA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。, P; @% l$ Z4 }* ]# W% K) M* Y
! Y' m* Q5 n) D7 _
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
0 W4 Y7 F( E. V6 i9 J: [" \" i/ D( L$ p' p4 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
9 ?! t. a. Q5 P6 q Z8 u5 R8 [
( c- l0 Q) e# E# 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!$ c1 I' I0 X# @5 s% z0 r2 Q
% i4 k8 S9 d0 w- z6 r- X9 c
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,( H8 t& \6 ^9 C& {4 [3 {4 \
' L0 Q8 o" o/ s. @: ?0 @0 `
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 d# b& D5 w. P3 |5 Y" h: b
( M% z3 m& \! v4 n
正,就会跟我们打赌:
9 p3 j9 @0 H# j {) @7 q
: U3 d& x- y0 O% Z( b, I. Up * x - ( 1-p ) * y > 0+ V( q) {: S7 f) }9 N1 b" `; Z
q * x - ( 1-q ) * y > 0
6 S$ c+ n& [2 ^0 c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) @, Y9 m* P$ G4 u) y% _
8 H8 Y, V: W: |# d. Y" w2 t- E是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
( y7 p# |& w6 \; }' e
1 L" d, m0 u2 Q& r4 o2 G: k3 I! u. O! ^5 \$ s- W3 z8 @
" g& Z! t: F$ Q$ f+ k3 {
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 |- a1 b4 D7 B& T6 @
8 ?" \( A4 R8 q. }5 E“人族”还是“牛族”,他们的期望收益都是正的,也就是说,长久地看,他们都会赚钱,而我们又
4 G7 F) {* u7 B
+ w! W/ [% y% g1 u是稳赚不亏的,那么多出来的钱是哪里来的呢,怎么可能每个人都赚钱呢?" f u4 n- Q2 O. a& {# N& ]3 c) p
' p3 V- p/ \/ i$ l3 |
, v' T/ E. r. d; i5 Q8 q) [. p
三张卡片的骗局
0 J& a8 _* r) o+ Z3 F4 L8 C8 a( U5 w# u/ w4 c" L
" J, K8 f" k6 K6 [/ I& h
这是另一个巧妙的赌局,我们先准备有三张卡片,1号卡片正反面都是黑色,2号卡片正反面都是) J, i- T8 C5 B/ s' [
4 ?! x# K" y3 S
红色,3号卡片一面是黑色,一面是红色。然后把卡片放进一个盒子里,摇一摇,让对手抽一张平) l$ Y" d/ x+ W! O" U& s+ i0 Y
, Z- l- p6 G0 H3 o: T放在桌子上。接着和他赌反面的颜色和正面一样。这个赌局看起来是公平的,比如抽到一张表面0 p2 g$ X! D3 N' O3 \) k& S' t
' T" D# {+ Z# W; Z6 V: f3 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。. Y# D5 H1 g! T8 ~/ Z
5 C) h# |3 ^" E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3 p6 I G% b+ n% o
- j1 C7 P( [* K9 {6 c
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:
3 ]% Z8 o3 J6 a P& v, E/ E! |1 V7 P) }
, P' E* h+ j; Q2 x. W) M6 p1 F, I
R. w1 n; s$ o3 i( c a, P
7 g# ~% L3 D. C: O
/ T& n }$ E3 ]4 S( m* c% @0 z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 w& q0 O m/ ^# }
& x9 X( ?, @0 |
的情形占了2/3。
) o4 d8 U. Q2 s. t! @
, v5 C; T# F/ M5 R+ c4 ]) f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
' x, E9 o; |3 n1 G% t# m: w( V; {6 f( { w
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 w' |4 Z! f3 e
; x. F5 f8 ^% `4 Y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. G: \3 \) \0 b1 U. {$ i0 Z6 V, x* a1 t& @, i; |, w- A
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。) @+ x9 S0 b9 ]# ^. y) ^, x( b4 y
* J' k- w2 @" |" \% x! L如此不平凡的黑桃A6 @" M }2 w& f& J9 F4 ^4 `! g0 p* O
: J$ p1 A! S6 L9 `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
" a1 p' y, ^/ r( c1 M( X1 o7 v1 I8 A/ z& o1 w& _
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9 W" S- `4 P. f! S. G h" }: X
4 Q& k3 {2 F2 a" i0 h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,
1 h4 g4 O% u7 x! W/ x% w/ K4 E
# P8 p. B5 v* c! a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
4 E9 j$ V( O# N+ p x( s u5 R! P1 i
还有没有更多的A?”! S g$ C/ X1 c0 p8 c& G% \9 b! N
) a6 K5 X, o; y$ d& }8 i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
_" {0 W2 v9 O" Q5 Q) W
0 Q0 M; T* @; d% d不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
8 o; ` b3 y. y# @, e3 j' D& a' H5 _8 X9 Q/ o: D* r" b. s
没有A的情形:C(48,13)
" x" [! X7 ]. _" S: a* r
$ k- Q0 L9 K( F至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)$ U: S' Z% v, v; [
8 Z5 t o' X" n恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
$ I. Q( N5 O8 [. N' b0 T# ] l% {: W* m7 }, C
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)2 A% a+ U4 x! R& t4 [* y; p
. L P' m @: o# m" x) H8 W: g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:5 K. A" I" l1 J- q) a7 I# u
( B7 S8 a5 m! O' W+ y
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
" v8 k p/ u/ c6 J# g, ]* Q7 A(C(52,13)-C(48,13))≈37%, A! o! J+ R U0 U4 @4 \
( Y Z5 d( h, b4 X, H
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5 Y- S/ \ D( \+ u: o$ v2 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,2 B6 I' i$ \9 S9 o7 l
7 f7 P9 G4 g: r- T- J; ^
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:* j; n7 J9 m% o8 z V: f
6 ^5 C" q; Z1 t有黑桃A的情形:C(51,12)
/ A; a2 S) A% K6 T! t3 O& T Y
. s4 T. T" S0 v# r" E! \ F. ^, D没有其它A的情形:C(48,12)& P( {4 O; M4 Z* N, l6 K5 ?- R
7 v0 G* G2 x0 w1 F! A- B8 B
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
, |4 ?9 a9 z. S0 O) b# P
; ]) F4 l2 d" i4 S @& _事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
8 |: c( p2 a( ^9 w5 e* C5 A0 K- y9 r6 Q
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。+ P4 t# i. \1 N7 M0 f. `2 D! |9 }
- H6 F w- k! [: e+ E5 Y: N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8 F/ n9 T4 v( |; n
$ d6 u" M3 D% D5 P; H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
" P& E z$ h% v/ @) U! `8 W% s$ E, O0 Y, @ g- d6 d& m# d
你是传说中的死理性派!
4 x w' F: l5 i u, j( |2 t2 H$ P4 z8 [8 h6 s4 b$ V
0 l% \' p4 ?& h5 Z( q3 Q
1 u% y! I/ ?3 Y. M0 k4 O4 s, J* |1 K5 s9 @9 k% \' }9 L
- I6 J. t$ i! b% N, |& j$ @
9 \8 a, }& W1 w) u, F4 v0 T# x/ W" B$ S$ u6 A4 ~7 T" n$ @/ J5 N: u
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