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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 4 O( j& P w6 a" S7 A, x! W8 @) c
& i- e5 r3 O S# U4 ]
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4 `; O2 H* c7 n3 @5 ^
5 r8 n7 Y( K+ B4 \(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
3 _% M4 m9 Y5 D1 k! f; F
2 h: V2 [; Y3 c. H( }8 ^! ^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,
! i: X* k$ t/ I5 R
2 x0 O: x9 n: A! [1 r4 `# e就算打赌,也要精“打”细算。4 d% F& r) q1 c0 A: P: @
# V, ~1 o9 Y: y. t
完美的DB6 x! `/ b) A! L+ g' R0 k
$ h2 Q4 `# \- Q$ D! j
9 u1 P( b; B# }
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。
5 U/ }% D' H" W. t3 p8 [0 j) M& L q! a
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. [% H' z" U7 L4 D, z" y1 }
* X3 e. p' J5 J7 a6 Q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
6 y/ ?. F% P! w( w& J, n( A0 I4 b; X& B# V) o6 t
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 G! Y( [: ^$ k/ x1 o9 |! S8 A
, `0 t. b; \4 ~+ g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 E- \% W9 N# @: o
5 _$ |6 _4 M" M6 ~9 a" R1 L
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
: N! b/ U# L: Z
: I k( F) s. ~+ L7 T+ M正,就会跟我们打赌:
, `& P" I! L: J) Z9 L, b% e; G8 j7 S' E# B$ ~- k1 Z0 b4 F4 l$ b3 Q
p * x - ( 1-p ) * y > 0" `0 c. ]8 q% B
q * x - ( 1-q ) * y > 02 P0 z7 [7 a2 c* Q: X
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+ V2 s$ S o8 O! }
1 H2 m/ u% `# A1 \是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
* y( R7 K/ j* p$ {6 K6 [% ?* ?. P3 g6 o
8 I# h: T) I$ q% l6 T l7 x4 p2 b! A) c3 f% n
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
; T4 ^4 I( _. G0 {* {) z: l8 f) {+ U. S2 O2 Z" K: }$ K
“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/ h+ C# E% B$ s; j2 b% I
, W% | N7 T! h5 ]( f3 b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?
/ V; M2 g2 ?) \
$ q9 Q/ T' H2 t7 z& L/ o( _& d7 Y; I" I/ w1 a
三张卡片的骗局5 }: {0 s+ S ^1 O7 ?- a6 a
* \* ?8 |+ g2 j0 Y
+ |* ?$ l. j- m: Q
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
8 O; f0 i5 `1 s/ P
8 y |4 ~1 P# c2 P0 n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
' K6 n W8 D2 d. S9 O. e
( d5 u: i- I9 B+ f$ ~1 Z6 o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: i. b0 b# m9 C4 ]1 a" S0 f
: z1 W/ b0 @& y K) 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。
6 ?+ r1 V+ L! R3 W. S2 y' p; o
& s. d) P7 U& C2 v1 B+ \/ }! Y* {. q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5 o( ]# l) T, M s
. x3 e4 g7 b3 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:
5 y3 q A$ ^* i6 j5 r3 I3 V0 O0 B. N: w/ c
V+ Q+ e* x: A( o4 Z. t, ~5 Z) H9 b3 ]9 w. B
* l- K( v7 ^5 N' b+ J: W7 M: \
* f2 N' P, E: p# ` Z N
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
+ j# ?. ~2 J: O6 U* D
$ J( b: T' `4 Z% a! N) |1 }+ Y的情形占了2/3。( t. { e7 |* `# C! r
6 P: Q5 `. ^- B+ I# O; l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5 x: Y+ v. U6 u) O* R* S4 d: T
7 P3 p- ~/ q& N' O8 T. A+ ^' H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) p0 C9 `4 X0 w& `
- ~' c. u* k2 q; b
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)
4 l- K& r- ~* Z9 s7 b7 P
' Y6 T8 Y: R7 Q1 [& q3 L5 U称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。" W' y) ^; h" h% O* y' g
% b; J6 G6 n& J" Q" m1 v
如此不平凡的黑桃A
* n4 w: W" y1 k0 X
5 P9 B0 G+ |2 b; z, `1 y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/ H7 H, m" u6 s* m7 V0 _# g/ T2 o _
$ S! A3 v1 ~( X6 x0 ~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5 C% d' U/ d8 t! [- O5 m
! n4 I# Y- o2 p3 i+ m( M# 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,! f; o" B# m3 L
! n3 J& q2 W2 u$ ^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
% U$ P4 |' l7 {; d! Q8 U' P, Y4 a. C+ p* t& R9 P1 E
还有没有更多的A?”. P& M' e m' Y* H" \& R
4 N! w/ ]: z- x% g0 `$ }- j8 {; Q0 t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' o9 m9 l2 ]2 ?; [8 W5 e; t# I2 Q6 B
6 Y$ ? R" U! t* k不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
8 R4 [& e3 A1 P5 q) r' e* n: y1 j( P# a6 o- \: l
没有A的情形:C(48,13)" ^! N" a7 l" ]6 g& w
& ^( f1 d- q d4 U
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
2 V$ e$ G2 w4 w2 d
7 v% |$ m1 ^2 _& d6 z恰好有1张A的情形:4*C(48,12)5 b$ l- E" T; ?/ C- `" Q8 W
" Y( B; U$ D7 A
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)* ~! H) D( V8 T$ u6 R! {; \0 P$ b
, f- y3 ?- q8 j
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:
; m& |5 @+ j0 H6 Y' N' ^4 t. h) |# X! w1 `
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
0 a! \$ [7 E7 g- w' }1 A(C(52,13)-C(48,13))≈37%
8 H* \/ @+ m) L/ |. {% n* Z, e3 o. j7 q' @; X) {8 q
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
6 {: j! _) Q o R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," v I! _/ A n6 m
4 U% R, c9 Z( M: Z5 D- E1 d: m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 a& T+ Y8 F, a, A( w
: D9 Q! j3 e+ T3 k0 Z$ C有黑桃A的情形:C(51,12)' r6 E" w. Q" v; b# c# F2 j
+ c1 x( @# e0 |- f* e没有其它A的情形:C(48,12): F0 W, @. f* B* o6 s
( `+ I2 ~' G, {5 S2 N4 `! y4 _$ C5 E还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
. K3 ~: G3 R+ ?7 g* g( G: r. J8 Q! S! D1 I/ a1 C0 p8 ]
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:# M1 d5 K6 e; y6 [& C6 _
, A) P( v+ _( DP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
6 Z& q. h: H: E5 |2 y5 x# [! o8 f
; i6 o6 c6 ^9 \9 {4 W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, x! W# B, U- I7 R( j: G+ G1 n
% }6 B+ M9 L3 j0 r! @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' h. Q+ S5 C2 h+ ~' g" k0 b; \* O% d
; z$ P4 X& F: x" v: {
你是传说中的死理性派!
/ {$ ]1 O- K( j% K4 k7 j1 c; }" w; P, l" D# p( l/ B
# \( l, r+ e; ]" [) U/ e5 {, z( s c ?7 X7 _ p7 y
+ v, Z. I. ~& y
) t' i+ v+ D( Y3 a7 l! x7 C- k
' p+ n7 X6 ~; q
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