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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
1 Z/ l7 j& I4 Z% K" l1 W: K
1 J) b6 M/ u/ r8 Q 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& B% c0 {$ V8 }8 L. L9 ?1 |# N3 a
1 N. W/ `2 }& l# n, _
(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- J U& B, @) Q5 \% L. \ y% W
5 x% U3 p" G: H/ d. M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,
! z8 A- |, P' L, I# u3 K6 Q H% q0 F' V. z$ D0 y
就算打赌,也要精“打”细算。
/ G1 S7 x% r! [8 T s; I
& m; o8 j; ]& N6 Z8 q4 T; }& ~完美的DB
6 N2 _! k, s& n+ q1 Y. v3 H' V# [6 n5 c# P) J# e5 p6 X7 k
8 q' j; I. e) j8 W! I
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。
4 a$ M& A9 M& O7 G( w! _6 ?
; j" r8 j+ T, 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/ K9 e o# s% p' Y$ x6 T
- d; c2 E) M8 N
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2 S# |6 B- N. H7 o) o& \) O$ n# q
( [" b4 r6 b* B- i/ @4 K& l
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!
% J1 o" E( t. ?' `. u9 ~! X
1 R% P5 W9 R: A; `$ }6 [! H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,
' C, K" l0 z) E
$ e) f7 d) @: B9 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
Q5 y1 @2 l. m S$ ?
! X& g7 I% C2 }正,就会跟我们打赌:
3 D/ F& o9 | c. T5 Z$ a
# `, b8 l k' y5 v* U R/ ~p * x - ( 1-p ) * y > 0
6 Z; h% Y2 U% Q- |, q5 H; K. s5 d% xq * x - ( 1-q ) * y > 0
/ \5 }! F+ p& z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( |3 ]8 g* w" p) O/ ~
0 M- ^. J. _# x% O/ V% c是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:. n- v1 L( j. C V! E1 O7 I
! _6 V* g! g) w7 ^9 Y% O5 k& X& ?' E4 \3 ?; U2 z- ~
! D8 @7 D, X# q3 r! w) t
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% N/ ~/ ]+ b/ [! f& K. s
; R) E* s- i& @. g“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1 O" x9 U+ a7 q! F& S7 p: ^' V
. x# ^8 ?4 [2 ]& \
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? }+ O/ ~6 H$ W
) Y$ _8 B; I( a8 ^1 F* b
1 J2 n; q' X3 h, ~' Q1 i8 G5 ^/ W三张卡片的骗局% t7 Q% K/ e) P& A
8 l5 Y1 {% _) U8 ?0 q
, l% Q/ A3 ^/ E- P& r" u: c6 ^9 r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7 P6 p8 c, ?# B) C5 x% i
2 O1 q) e* Z1 u# H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& N0 x( _* o' |. W- G# W( V& k
; g$ @7 J* a; C0 Y2 f) E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
( u" ]( v6 x5 i- J) w, C! }4 j/ q- d1 R2 g* g! M
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。
$ `5 u2 @# l$ d$ U" H' C4 L
! r0 [' o$ w" ?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
9 R9 Q3 B; B) W0 F" G; ^' e" P2 P/ G$ y2 k" C4 D1 w- R
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:
4 I; I6 A+ w4 ]" L1 u
6 h$ x* _+ I! y0 \2 {( K6 @! { w# n4 b
8 j" o: E! r/ T/ Y0 _5 B8 `9 o; Y4 O
8 Q8 |# o; ?0 ^' k- Z
) j7 P! E1 i, E1 d. \! @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
8 H) b, k$ i0 ?8 y. f+ q0 `, [. G9 | d8 }
的情形占了2/3。9 u9 t' R. p" m, n2 F
( _! o; I7 J" R- y+ L) ]; D
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
9 J. C1 @. Y9 ]6 ]! y' w& r3 E4 s2 @3 r( M8 w( E( e, N2 l# G
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2 T' D# r: p, A" W1 p- T; }
+ M ]/ R2 V$ M8 N8 X7 i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)
& t. l' G. H4 t9 a, K1 b* x6 O! }% L! Z+ s' X: ?/ T0 W6 z( g# l& n; R
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。$ e; ^# b. G/ f2 v& d
( O- e8 k3 @( H
如此不平凡的黑桃A
/ J! |; g2 R9 X$ e* s+ }$ ~. B. L1 m7 G! {/ T* ]. T5 X
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3 j2 _: d" H* u+ R& d
6 L. W* e& z6 ~. H; F
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
# H* }8 A; g1 N: x
( t, k7 F2 ]1 \, g/ @+ G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 _, l( [/ X% h0 M- S: ?" Q
7 Q# h9 q/ X8 P, Q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
% J3 I! T9 ]3 Z! b
2 }; N a: L& G# p6 X8 @7 o还有没有更多的A?”4 n% S5 c8 x5 O' x6 G
- k* C9 \4 T; 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$ X- P; h# u) n. g8 b- s$ X
; W+ I% n+ @# z) T7 @
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
; t+ e4 I4 l. n% w2 W' S% v, u" M
没有A的情形:C(48,13)1 X- F. ~( _! i; o
4 Q, l; p' H- G5 G1 U
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
& d4 R, c7 d2 C& n7 R3 V" f# D; F! O6 W' H
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)+ M: Q1 I+ n& e2 y% h) c
- `: m! T8 O% L- v4 i$ s9 [
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12); m0 g, b& t& m' I0 y! \. S) j
8 Y" `+ h9 o% x$ Q- m# p4 a' k9 I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:
1 _4 T' z2 e' h. y( w
* x1 O0 k. X o( u7 [1 wP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
+ p/ g% g% _2 ^2 Q* [(C(52,13)-C(48,13))≈37%
* o1 c3 z+ b4 Y$ _: Y: r1 C$ ~/ o% ?# n4 e
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
* w- h: f2 t# }0 X+ z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,. s) E- D: r. O7 O
/ i9 U' I# M3 w' Q5 ?
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:) A! |# y0 ~- l) j( v1 G
* e) N4 ~: j9 N有黑桃A的情形:C(51,12)
$ P; X) {! a x
8 @+ S5 y- s5 P没有其它A的情形:C(48,12)
# r- m& D5 M9 C7 j2 |2 i4 Z7 ^, W- D! G$ {- h5 d j+ l% k
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
F+ n2 j/ i4 F" k& h0 x4 z# c3 i$ H; U' Y& e q6 J5 o
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:5 \& v( k, g+ X0 {+ w8 _& z
3 t$ _. M$ [" W3 @8 o( c( u6 {P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。& q% [8 k: w' m' R/ o0 h
0 n, v6 O" M3 o+ c' 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/ G2 i5 L1 b+ D- O( O: ^, x
& n" Y( b$ F, D; i6 P$ A/ P( }; e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
% i! q, ^+ _4 o- X* J. z/ u
% O- U/ O$ ~7 J9 f4 `! ]你是传说中的死理性派!
2 H, f# g# L4 i$ n# k
- Z0 O1 G% f( u* S8 _% m7 G$ ~# |: X
" ~& ~, R9 V- L6 O# f, m
5 C% ]3 a7 Y9 f. h
* ^3 `+ {4 J6 G8 v# q9 H- j
% V+ z% L4 }8 i
6 S0 E/ o5 A9 _* [( @ e |
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