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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 # U- W. |6 p1 M0 A' |, O0 C
" z1 l) H; D$ W8 ~, F1 g% N
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 D4 P; a2 l' l! ~ L% R5 y( M. y8 z
7 ] _: j* G p2 w0 K/ C4 x3 c1 ](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: [- {4 R) ]9 Z
( N# Z3 _% x7 F" ^6 W) ^& 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,& \+ ~9 G2 c4 |6 Y! m& t
% K; T0 p9 l+ ~5 D+ J* y
就算打赌,也要精“打”细算。0 @8 t- F, V( W, i3 `3 Z2 T. I
8 p: Q' H9 W) m4 N# _/ `% i
完美的DB
$ G! ^6 j/ m& {
$ b$ c/ G% u8 ^5 I; \, S1 B5 ?8 E0 }
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。
- ~- \7 \0 d$ o0 N' T0 L. [
# w' h4 X( t) A: X) K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. k" p/ O: e' y7 C: L6 x. N
& L) h8 ?5 H& ]7 W& e% |
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% f q" ?, K/ k- |- G5 v% c9 q r+ g2 Z8 L; D* a( C
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!" @% `' V1 V3 U' _& C
4 E$ T1 r! b( \; M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,
/ O% i6 N9 f5 ~+ p$ v; ?; `* N$ J1 F+ z, C
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
( k5 a2 g' S+ }! w
$ c" o4 J: Q4 f8 N正,就会跟我们打赌:0 l7 c {# Y( x+ C
6 i: y7 [$ W3 r/ P7 Pp * x - ( 1-p ) * y > 0
_$ t5 b8 \; ]2 }) Z; _q * x - ( 1-q ) * y > 0) e% o# x! t' i, h, t6 ?
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
/ I# Y# _9 J" A/ v4 V. V T3 u4 T7 p9 N* [% H
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
9 \" g4 l6 u% e. u T3 K6 Z1 [8 r8 D. a, L
' B1 a( S: i: l" T* v/ V0 `$ S' Y8 R: F0 Q( 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
# A( R7 M9 w& {% h& {% K3 S/ S" h8 ^2 O& t# C/ i
“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+ J. z Z2 ^# g' R; j8 f$ ]
. I( t0 u, e' \0 c
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?
4 I# k1 Z! v$ i5 ]. ]$ h: i U. Y7 f! e) h: z7 A6 R3 ^
8 _3 {0 A5 D* X, ~3 \5 S) H
三张卡片的骗局4 u0 d$ b5 Y0 V
. D# M; {6 [7 @& Z* w/ \( |$ M- u: D7 j ]0 d+ w5 A+ M% d2 X b
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 c5 M. C% b/ F4 {" y8 q" U
, t" M+ @/ ?/ F% v/ ]+ 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) \% ~; g' u7 C5 c# ]3 }
. m* a4 a) e* D- S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9 t3 k7 h/ S5 b% ~# d. H
' d2 Q3 ?- ^8 @! Y+ a y ^, }
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。
' ~7 }! o% x7 a4 a3 G) ?% |) H' t: v C8 U5 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
I& h I% t: r2 M% C2 T) O3 u
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:% I. b: _- F! d! E
3 R$ @& s9 z) o
3 Y) Y3 h# Y+ R# ?* Q p
* h+ o6 q; R) }$ |/ g( b
& Q# e( }% j$ d/ k% y# q1 Z! W7 |( p* m" 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; Y1 p8 m7 @+ D3 u
T" B+ M9 j$ W5 `+ c4 k
的情形占了2/3。
- \2 w/ |5 U* N5 J3 C# c0 ]- l3 _) Y& T4 |' X+ O6 `/ A: P
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
6 |- G6 K( X9 o% [; [# A: C# w3 P/ L% R: 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, x9 c8 ~* N+ S$ H, k& G+ L" `
5 R& w4 j% h% E$ [2 M1 w
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)
( Z/ Z7 t7 q( b! m" P$ l t+ K6 X7 O2 g7 Z
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
& q4 ` U! |' U7 `) x0 Z$ K
2 I% X( c! \3 O如此不平凡的黑桃A
- b5 D* A7 o6 Q, k6 s7 Z& }1 m, k0 n( c
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
; a/ J/ r( s# I0 W7 s
) j8 Q- h, v6 R, b8 Y+ z9 t% X, e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
/ Z* m9 G( |3 K& R1 e% P
- C- m- |0 A7 k5 x3 [/ k( Q& M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,
" D' |; t" k" y& l+ K0 u9 n# h3 Z; a H+ C/ F6 [0 n$ w
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
* ?1 r' @! l( K$ F m# v
) R+ S% T" c6 X( W! Q8 K% _还有没有更多的A?”2 l8 a1 |4 J2 R
! U9 R: {0 P2 \# t& s# O0 f
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, _& c6 s1 B" }- z! U6 Z. x% ~
8 Z8 N% p, T# c, {; J% |$ S m% |不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
$ }7 p& E, }) x4 t" P
! V. F, v; T0 V( \2 b5 B没有A的情形:C(48,13)
- c/ O, O' ~+ Q1 B
5 a1 Y8 Z" X7 ^$ Z# `) P6 t# b. @至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)( i+ O+ e2 u! n
4 g; }# d0 b7 k6 T* ~) m
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
/ }0 \0 l* w; Z( q
0 ?, `( \3 ?4 H! J8 }0 D至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)' Y$ _* R) N$ B$ `7 S
3 W6 p: `7 x* c! x/ ]. x
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:
: R6 T* I" E+ G5 M( r$ ^! @. |3 Z: D: E6 i& Z' p( q" y
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/6 C! c: P$ P! |3 t1 k9 i6 G5 Z
(C(52,13)-C(48,13))≈37%: ^6 L. C- J0 y" q# S0 w! u
# {% H: t3 c7 ?
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 Z" H$ q9 D$ g2 Z0 e* E9 p0 K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! @/ r( U% I, y, m, j8 A. x; V/ P2 ~4 O$ 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:( W, I. F" q) Z: j9 L4 L
9 d b' O' J; r" r& M- q' t$ X& m
有黑桃A的情形:C(51,12)# ]: u3 t, J" g
" x, @2 i( Y! y [/ V没有其它A的情形:C(48,12)+ P; `( z4 X) n5 k3 ?
3 [7 c. |: _3 ?3 N4 G
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
( u5 U% J5 d5 c( z' K- n4 a2 o: {
' w$ C8 ~( d- h事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:- D3 `# W$ m( h$ y
% N; k+ {: s7 L) H6 O
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
$ w# [2 q; y! m$ |4 a; z5 r9 x
+ }) Q# A" D& W, y) C2 t! a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/ R9 ~1 r) t* A+ n7 o4 p7 C
# `- x5 ^- @1 I* u9 V
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
$ _6 t/ [0 v" ~7 x. r8 V, }6 x3 t* o6 N. F8 P. o2 l; E
你是传说中的死理性派!* Z P; `6 g" p( A, E
( {- S4 U- Q4 o2 R+ m
3 V6 t# i$ T" p, J) D. r" z
D1 _: ]) f* c F% Z6 n
& Y0 N0 H# {: |: x, m: N5 y+ i2 d4 K/ e S7 m) l
* j+ a. W* Q. E. y! L* ~' k+ K$ p
7 e2 ~, C" m+ O1 R: R' b+ h
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