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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
& ?9 H4 @! f5 z @
7 j# s* }! u! U$ P0 s- I; y 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
5 l: q5 B+ _. h9 f1 Q
$ U& q# h$ Y2 v(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2 S% O( f7 Y. @6 l
9 H- a- n/ j: h* ~
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,& [; P- q8 v0 z4 S* E- w
. a+ e+ \9 f1 r5 I9 w& g8 c% ^
就算打赌,也要精“打”细算。
; W" J, R, F& f4 o; z5 m5 t, U
9 [/ s7 ~% H; G2 Z) |# r5 P完美的DB/ P2 S7 h" x" Y& a2 ^
3 ~; G$ o. }/ v. C- y; z6 w: r9 j0 \% I0 |, l/ V' ^6 c' a l: l
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。: X) l8 k: u9 e$ I8 Y
9 c d6 O. M/ \& E+ ]" [* E
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5 D+ q+ s6 M$ \1 O( b
7 g$ A2 K0 K1 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
8 ?3 J( @5 ^. X5 W; J) A
. t) t8 r$ D* X& y: i, i- F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!3 O( x8 }, j7 H5 J
+ s6 P7 u! Z: Z# x. S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,: `# W: @! s3 A. T5 S
! E9 w" }; @" {$ E1 v 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. T4 {4 G0 k+ ^( S3 K- c9 K
! h1 H; b: A: t9 s; U& ?
正,就会跟我们打赌:
- w& g8 F6 o, d( z+ g2 q5 H' X1 M d$ V) ~# w$ u: s3 s
p * x - ( 1-p ) * y > 0
( E- \5 V% ^& Z, f! `: k/ N9 k% Jq * x - ( 1-q ) * y > 0
2 `" U) P M8 i0 }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
; W9 X$ f9 G5 |$ @
( Q4 i, J3 _+ B8 t; A是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
G% H( O- Z% d8 `6 Y0 N6 V, t4 s: @1 [4 ~
# p! f0 ~$ @- o$ B9 L' f
' x! d; u" s) y. x& T3 `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
+ m6 t, G7 }, y3 D$ b& \2 B
7 T9 w% s8 { X+ J& p) o% B7 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! g; K. b$ b% D& [2 w+ N3 V
7 e1 }7 J+ c! ]4 d* }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?# i6 | w! O$ x
9 j4 V7 s+ P. \% E% u, q A
) k; i7 G; |( W6 u* t三张卡片的骗局) E5 W3 _$ d6 G
0 Y1 t* s- S% o+ q" `
' y& e6 q/ k1 p
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
- ?% S$ P0 c+ z5 U1 N" E! m$ M4 D" k# T. l4 n0 H) q1 y' ^# b% V
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+ q8 q" g8 k j7 ]9 ]2 l
$ N- N8 S+ a7 x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 i9 ^% E, I2 K' X
0 B( {' y& V! P# X' H& n5 d) N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。$ o1 D2 \7 e/ `! ~6 B& u/ e
( J$ J* h5 C) D5 f* G$ _ J- 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
: c# Y" J4 G* L1 X
- y1 j! e5 l1 I, V8 I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:
- G4 W$ o' k6 P) N6 c' ~0 e4 F$ x0 e+ U1 K v( X. { H( w
9 o" d s, @7 m& U" U3 e* V' L" f; ^6 H0 @$ m
: X% @3 ?9 \( |6 K- {) u" E5 t$ M
当玩家抽到黑面时,也就是A、C、D三种等可能的情况,它们的背面则分别是D、F、A,黑色
6 ?& n& b/ l; S s
; s8 k r+ W/ Z" Z' E- b9 A4 K: o的情形占了2/3。3 s* B" [! u* g
3 z/ e% k* }& H% G9 _
这个问题最早于1889年由法国数学家伯特纳(Joseph Louis François Bertrand)提出,因为这' Z4 d2 ?/ F9 h# F! B. l& ~
5 ~# L3 M- r* C- L8 B
个问题的结果出人意料,它又被称为“伯特纳箱悖论(Bertrand's box paradox)”。1950年美国* H3 y3 W7 W6 v& C* q
' s& \& a# d& D8 Y
数学家沃伦•韦弗(Warren Weaver)介绍了上面的卡片玩法,马丁•加德纳(Martin Gardner), G4 s8 s9 }% Z9 w& @, {! c' d# F
' Y9 Q5 X6 Y0 B5 P% ]
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。9 a2 k4 F5 _, D' @8 z
: S1 W0 T( t8 r) G# K如此不平凡的黑桃A" [' a! W) c8 A( O7 R0 q
l6 L4 H; a2 T3 y5 d有时候我们DB一开始会放水,先让别人赚些小钱,放长线钓大鱼,最后来个一网打尽。下面3 T# W z( {* S9 u% e* H
' W. h2 m- W/ j9 y' F; D/ D
就是一个绝佳的范例。四个人在打桥牌,我先说:“来打个赌吧,我现在有一张A,你们猜猜我) [7 T5 X; f8 _7 p$ C+ C
+ V& M( p3 [/ F6 l+ k3 W
还有没有更多A?”这种情况下你很可能会输,这时你在心里默默指定一个花色的A,比如说黑桃A,
3 l L- \% t8 E
7 K( z$ H& d+ T% G/ N' o; m当某一轮抓到一张黑桃A后,这时机会就来了:“再打一个赌吧,我现在有一张黑桃A,你们猜猜我$ J* s: k7 \1 k; `4 [, h
8 M7 Y8 z6 J1 S4 u) [6 Q还有没有更多的A?”
1 D( w9 A- e# R/ v- P* T# N$ b
2 N5 p5 a, A; ^9 e0 Q: N' h很多人肯定觉得两个赌根本没什么不同的嘛,加了个黑桃并不要紧。可它们间的区别,大到令人
" _0 M n. a& S1 E# b, E( Y% h' }4 [8 f$ Q9 o$ b) z
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:4 m& Q6 P5 P/ q; o8 F' j& w( c4 u
H) v b6 a' i0 a6 d
没有A的情形:C(48,13)
# T; k0 A, N: w% Z# I4 Q
9 v5 h4 a8 j4 l v至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
2 o' U' a* W9 D( u1 E
9 n- J/ B0 I+ h1 w, v8 m恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
$ E" [' s4 Q/ z
7 q/ S3 L, V1 L0 J* j$ S, o至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)0 V- ]/ p3 \: L6 v# z
3 b/ N! M/ h9 p3 P事件X为至少有两张A,事件Y为至少有一张A,那么条件概率为:2 E7 r7 E2 C' ~6 ^9 J
# H( g$ q5 ^; i1 F2 q( b8 A& cP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/; w/ _! H" {( Y; R$ j; i
(C(52,13)-C(48,13))≈37%) i s3 F/ S9 m/ D: q/ Z6 C
1 V: \* k( M3 A/ q这个时候我要赌自己还有A,比较容易输掉。但是有了第一个赌的铺垫之后,大家( Q7 s; S) E1 w+ A: q$ N6 t* t1 b
打赌的意愿都被调动起来了,一看第二个赌不就是换了身衣服嘛,纷纷加大赌注,
7 L+ R) I( R! ^' H% M% J! \) m
) ^# \8 @$ O1 t [2 {& t9 k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:; \8 S; j& M3 \+ W8 v0 e3 h! b
- s& p* i, U8 J) ]有黑桃A的情形:C(51,12)
8 Y; h9 L1 _$ j& s% h+ d/ M- L6 X& M5 G
没有其它A的情形:C(48,12)! c2 I9 K. l+ |3 w
0 ?/ C( O1 `4 m/ \( \* l
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
/ N" d/ [* M& R3 o- U0 k2 D4 y& g9 u9 N1 N
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
2 {7 C- N% [) P: `" x6 J" A4 y" p1 k
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。 ]& O6 r' `! z2 P+ Z3 [" b
& E4 L# l. V" }# {2 k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
O) Q* e; [2 ?7 M
, B9 P6 N. m4 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; k5 I( W$ U5 m4 N0 A
; }$ o* `; N8 Y: o1 X) B
你是传说中的死理性派!
7 Z0 b- L% ^5 |5 i0 O: v q; O/ R( n1 Z% y7 Z
; l! o2 p5 v* J8 r' o0 z" d6 ?) ]6 k6 h+ O. C( u6 N1 G
- ^0 f! o7 S5 n+ ]. u. G# ~6 y( E- |- x
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/ y U" C x9 `) v
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