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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
' E4 b* \" b a8 G. c- K+ w1 B J3 P4 I2 H
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3 L9 m' J" I( ~( d8 @1 n/ P5 _
: d; U% t) t: O+ V: e(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
% G' A. U( X' M) ?9 C% F0 M& Q. T+ t& n: N( V6 n7 `0 ~
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,
+ ]; t- h8 H4 `' M o, ]! _ @# U4 Y5 V) S* A# E
就算打赌,也要精“打”细算。- _" c& L6 }) o
; l( f, @, }7 e; i7 d2 t
完美的DB
- N' S+ U. m3 v0 N# L6 c8 [% r: ~4 E" g/ f# I4 O% q0 o/ a
* ~' R7 d! \- m( V& v" w9 m
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。2 b( [0 E& W, ?# v8 n
?- \! i2 ^ {' `- W, L$ ]
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$ o8 P% _; L& x$ ?5 @ q
$ ?5 `( p( Z& t7 |
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
! k- p: M2 ~" T. Q; D
' E- E X- f$ K) n1 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!, g( a7 q+ V( e2 I( }9 {& s6 T/ q
$ @5 |: e! ~- Z0 G! y& i2 M4 n
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,$ N0 C) j/ L; L
, v6 d8 k) p6 [% H8 U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) \1 u6 J5 @" m+ Q, R" @
7 ~# h% ]& i0 c; E6 O# t. O
正,就会跟我们打赌:
; c) A- K4 \4 Q. d
9 L) B6 O1 @9 w5 a( r: @, Xp * x - ( 1-p ) * y > 0
# |; |% j. ?$ q, T0 mq * x - ( 1-q ) * y > 0- Q! E) s3 p& N9 e
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4 S2 z1 [( ?4 v' Q+ v: l( r& f3 X
8 w* y! h, g+ P. l2 y1 \
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:$ j, i: \! u1 ?, f
. T- y2 ]' o1 J6 F% X+ Y: \& e# ]
( n6 y3 h; X7 x' j2 S
/ o: d4 q- `4 o; L; ~5 w0 e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
- y. ~& V. w l! G" z
1 J6 S+ _1 G7 r6 f$ [# |( m“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" M% `* M8 [8 Z! }# M
, \/ h8 S- W% O& ~( l3 i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- i; D: f, d
- T' p* s8 k3 m5 N
# ?% a( c# `8 v+ i6 I' p# G6 z三张卡片的骗局
) Q( w" w& v# P, @) N/ U8 c. h% Y2 [/ H! Y
' t" }0 E e- y$ A) t" b" k0 y
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. j- u) T; y8 \4 @
9 E, J. b7 n7 y7 O+ {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
' V: y5 C4 D8 T& o' u( q# `1 \
0 c9 p- Y! F+ m9 J" C8 L" e# W) r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
, ^ E0 h0 F& D7 w/ A" }
F( K. v8 x8 E1 m) j: 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。1 U1 b' W0 h2 L( K& ]" C0 s' A( ]
( s: {1 s6 n& O0 [9 o5 V
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
% d; w. ]( p' \ q/ t1 B7 A1 L) V3 C/ X9 F! g0 w
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:" Q( f; T( ~1 V/ |
9 j( _ e5 _5 W% e- h3 T6 z7 i$ N* f- |1 F8 l
( U) P2 A# u% w& ~/ I
1 e3 t5 h7 I( W, z
8 g. f8 Y0 ~) K2 K. V/ @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 ~9 E6 M4 H8 h' B
% V6 u& t' }" A0 ^) Z f! _8 |/ g的情形占了2/3。
8 o5 i' W3 @( x$ ?6 d6 }: v9 C) P* ?, `& |8 M
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 g7 a+ m) V) m5 P# V% ]' i7 N
- Z$ ~; V! ?2 o; K4 ?8 b/ R; 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: X5 z) c1 e$ J( W2 E* i+ ^
' `( ^* l7 r) B/ }2 H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)" ^- r; B8 S; e2 |8 V* T! [9 [
9 X/ o8 A! I+ Z5 x+ j; I& O称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。# m; e2 V- R: T d
1 G2 a4 q% v2 k |( D- U* \% ~, l如此不平凡的黑桃A
, e& f, J B2 J5 k- Z, S
6 m/ R3 {8 h# v d9 ?0 E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
( p7 e B; t- m P
& M3 t2 [/ @/ w6 }5 k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7 B, G: w8 f( U; B
0 B+ b! w4 U- x7 O& G5 {
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,
3 \" e7 t3 T O v, `! b7 y& U) q+ f* ^% y) B% H
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
7 H9 \. p& K* P% |: n# u1 s
y6 X5 Z7 f3 M8 d- ]" O还有没有更多的A?”; U+ b" T) a9 W7 R% \' A# E, t
2 J+ I9 @* J9 j- [; x. O/ A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1 Y+ n& H n% b% o
# @9 j S6 g% c" E1 l6 i" E9 k$ ?0 u" \
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:1 i+ w' r$ q9 A3 m2 F( h
* u" x& Y- Z( \8 Z没有A的情形:C(48,13)1 n; e# v( J) P3 B# `& E
3 y. k B( s# H! O2 w至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
. u/ Q* T, r; H1 U1 Q6 {) ] p. s2 E' l" U9 P5 n1 o$ ^
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)+ q$ u2 j$ Y: L- }9 Y H" w/ x6 D1 C
: \, Z% v' ]* P8 G5 C至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)+ p0 X$ n- o$ o: r3 B' B
& \0 A3 q' V; ?* 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:
0 @- X* ~+ j9 s8 M& `
; a6 J# d2 t: F$ t' h" ^: c# @+ PP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
. w- t2 A2 f2 Q. O8 s* G) x* f* C(C(52,13)-C(48,13))≈37%
6 f* h) L( @- m! ?
& v( E& n9 D. m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4 t! t2 h% \; B3 o o
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,) I/ v3 _2 H/ S. O
3 r |* X b3 F3 i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, `6 e; a+ R- P. ?
, Z( T/ O1 i' g& r有黑桃A的情形:C(51,12)8 Y& g9 J/ M/ S% a
. J" F4 w( H( t& N" H/ _! Z( |
没有其它A的情形:C(48,12)
5 M% q. l- _. W. m0 f! {# D; |9 V+ I/ m. o3 p' {
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
4 f! g, j( G9 t3 ], @ q$ c) T8 K- a- Y8 E$ I' G: G2 [
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
5 L" t3 V. b8 d
* D3 e: F7 ` t0 u1 f* D( lP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。& P) f' N1 ?8 F' `% n# r
5 |' V1 D, I4 o9 _
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/ B# f. g1 k8 r& H/ R* G
- R6 q: v# A& J0 ?/ S& i9 W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
9 y) [2 D5 m6 {5 Q* C0 ]0 e- [- x9 y# b
你是传说中的死理性派!4 ?) t, k5 L4 w1 p# [/ u; a/ S
; }' Z+ K* w4 ]* J6 |2 l- V+ u
" a5 Y \) A& M# ]4 h/ S4 u+ g+ T% }- n/ X/ ^7 W' S
! B1 S* c3 u7 I. h! C# D3 q2 F' [1 |" I/ j
: m/ L1 B6 L* [/ q! i1 F
8 y6 |0 \. h! p H4 O9 T! J |
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