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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 ' S: D/ ^7 M) P9 H" V% W: N
' X( u5 ]9 o1 V+ ?' 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
. O# t# R) t& m& K$ S7 e U r
5 I/ `& I+ F3 r& t7 T- b2 m(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$ _# I2 p) i$ M: w
2 }! j9 J7 ~- e7 [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,
8 i9 }6 q3 }/ H u
# ^4 N: p8 ?- E就算打赌,也要精“打”细算。. \+ R c/ g. L9 k, O! C* o/ d& |
8 A( W# L2 o* f2 Z. C1 }% _完美的DB' P- z0 J6 E/ k0 A: q* X
9 b9 \/ _; x- D& Q) t0 E
4 @) \ v: L9 c* y7 B- P5 U" H. q
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。9 |; A- V6 E1 ?0 I2 i; o8 V7 ~ o: ?; w
1 B1 F1 W# [/ V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
9 o' a8 d( [$ b" [) Q, p0 R9 i. k T( L' f2 y. S1 o7 X# {) J
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
/ F3 ^( }1 s/ S* U" t7 V! T' W8 N. }; ~8 k' O
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!9 w) H/ y' D- V7 s+ z
3 E/ R3 ~( K4 r& m/ ^) l/ R6 x2 f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# s: F# A, w$ D, H& _5 h3 M* r% R
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
0 e8 Y9 w: y# L! Q' h; G3 W6 Q: d1 C' m9 d5 l& x; p9 Z
正,就会跟我们打赌:
" o/ b. r( x( g3 c8 C O' d/ }- b& c7 w p* R, U
p * x - ( 1-p ) * y > 0
* _( |; e [! f" Eq * x - ( 1-q ) * y > 0
3 ~: X. _' O6 k6 \ K2 L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& y+ ]3 @& V. |( _
4 K6 R3 u6 `3 k/ h' a, R% R
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:, h3 W% P" z6 x1 C- F8 J. P6 u9 k
: b# k' ?" ^: x. i1 M; I0 e( F' e r% N$ p1 U* ~2 a, w. N+ G
+ G: q r, B) h1 Z" {, c8 k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
4 P. } Z+ M5 Y' {0 _4 |+ y
/ b4 z' ~2 d! x# A“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
! Z7 n6 [9 i6 }2 g# s( m6 R! ~' u0 w. 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?
0 Y: ?1 y6 ]/ a1 }' h
! r/ b! c' q' `9 ?
" a' i0 v; {+ K" z; i E! _三张卡片的骗局
: @, q7 ~' G0 J6 G! F) ?4 W3 f/ P w% R4 W: ]1 }& |$ O
% s, s8 Y% i( t- D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 [' Z1 {8 t% v3 M9 h
9 @& k1 U( ^/ P6 j/ R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
6 a. Z2 b. [8 t( ?7 v# Z# g: B$ v- @7 K' |2 Y+ 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8 E: n8 |" |2 |
( Y% d- x: Q( @/ g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。* k# w* O8 w8 r4 \/ b$ y$ v
- k O/ l1 @9 n: ]( z
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
O4 _% `- S6 U$ j; w: C+ T" ^+ m* u* s9 Q
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 f7 D" @6 ^- B. k: ^
# U* }+ f" [$ w7 i/ `9 E7 C3 a$ B
* m" ?; Y( M4 e5 b- M/ s* o5 p$ \' r& e3 ?+ g
9 x+ n/ e9 I" y7 o
+ N! D# M: b, `
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, } y% x& R# o4 h- h/ r
! o ^! g% |0 I
的情形占了2/3。2 _( ?8 W# K4 S: c" f
) `5 t& V7 p+ y) m6 ?: S
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 k! C$ ~& W9 T% N) k/ \& c5 I0 k3 ] R: s* |! {
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
% D+ v& z/ f% t/ u7 K8 j7 Z
* @3 d- g+ |0 t. R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)- o/ J3 p1 Y, c2 j/ l
0 q8 p, U) Y7 F+ f: d( ^6 V; B
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。6 E& `+ I" }' y/ B" ]
2 {3 {( j5 f5 D" x8 W
如此不平凡的黑桃A. _2 E+ \; v! \/ `+ k
7 r0 ~( M2 J+ H' H0 ~
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
2 a+ r% Q7 m& j3 }6 R3 O+ \! B6 s7 E) y) h. y
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
" I7 d2 A: h2 Z& S" j, B2 m% b
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,/ Z0 i h6 r9 e# [' w
- o* l8 k' s6 Y5 s4 ]1 Z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; M( x( V- `) D
. h( C8 |* o6 {- w还有没有更多的A?”
- B4 u h3 `' p9 { m% T2 r( u4 Y, d$ i6 F+ B
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
- I. Q I0 a5 A$ z7 J1 K4 x, u8 h% l" s% r; d5 _
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
+ U3 f; A& }% ]# n( n, H; c9 S& \$ |# l* ?" |
没有A的情形:C(48,13) f; T* t3 y7 y
; ]( o$ I& M1 ?# `! S g. _# h' n: ]
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
- t5 m4 x( L, d7 `# W9 \: ^9 J$ I6 n" U& F+ U
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
! s) [ d( T1 N$ p* f& k3 H: l& i; j. `
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
3 C5 q% t7 m, U9 a( _/ A" @
6 c1 W* `/ M: s2 A7 Q- y, h 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 i& f+ X- F3 @9 |; V
8 p: q& [: H7 @! z4 JP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/, ^) e) Y# |5 C$ I
(C(52,13)-C(48,13))≈37%% A: {; ~- A* f5 V' a' ^- g! Q1 q
! Y( d/ Q8 T, T) 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! k9 P8 V9 E5 {1 _3 S4 u
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,
& D5 b: U4 p D6 J
Z2 q: W) _9 t$ U3 f& e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:: P+ _5 J3 x9 g! {8 k
! R4 r4 H9 ?1 P* p0 N& g$ s+ a
有黑桃A的情形:C(51,12)
( X( p1 @9 T6 a+ J) ]+ m5 H6 ~( v5 x6 P# P1 c* E
没有其它A的情形:C(48,12), F* Z5 F4 Q5 K1 o" q7 A w
& j* B) N! `8 U1 w9 g还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
8 \5 R7 E5 ^# u) {: D
' l: E, b5 P. F事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
: O: L& S6 f7 L/ @ r% X2 b; J
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。4 X, k" ]2 O" q" r
( W! ~* y% P5 C; [" r" P% y# Y
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3 } v: V5 |4 n
' K5 `8 B) f( 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
3 |) z( P" T$ [: R4 b! U
& B: X0 O1 I8 Y% a你是传说中的死理性派!
: P" h. Q8 I1 U! ~* n. H4 z" o9 B; Y: e2 B0 R2 H8 d2 ?
8 Y5 N$ x0 X: k* ~; W W" u+ s, K# T) `
7 f6 Z/ Y' }- C, b. y W8 q
" A0 N2 _; d1 F: ]+ x0 }( t; R: q0 f M7 g- Z4 B" |
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