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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 " n. n* v3 n9 z: N T( G
- }( ~6 h, @, _2 J3 f
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0 Z' d5 W* B6 n2 N% U: k3 |
3 L# ^9 U! M7 @
(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
$ B7 Q8 [0 k, E I8 X1 W
& z* r9 i# z. 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,
, F! M# x! |) B( t- l/ D4 T0 R' a& U- _1 K' u, q, T0 y
就算打赌,也要精“打”细算。
5 u1 `* P% i- ^2 z( }0 `! U% \ G. t8 Z
完美的DB
; P2 n" S$ @* m G# `2 [1 E" S5 z( `6 t/ q: R4 M6 Z5 E
( h6 s5 g4 I4 d" p" Q, Q7 p3 {* 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。, T1 j+ e- ?: G0 M
! Q, V8 T% D* u+ w4 j! 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, C }, S- D) n4 V5 i
N5 ]1 [% l, s8 g. Y1 O
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 m Q4 h" p; a
/ H& f0 l) Y" U6 q0 C g" Z) L: N
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!6 M; z5 @8 ?" o# o4 J8 ?
) ]8 w( }' z. F, d0 V" ~7 ^! j
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,
. r# L2 r4 n7 n) X0 e! w) H7 J. F3 U/ n
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
. e) f1 u0 @2 R6 p; w6 `# D% V" \2 o' \# c8 j) b! S i$ S
正,就会跟我们打赌:
0 c* A1 T$ u. |) p$ v5 S1 [6 z3 P8 K$ _: v+ { \; B7 G
p * x - ( 1-p ) * y > 0
0 |# [' M. W3 f. w G: d! t# ]q * x - ( 1-q ) * y > 04 _' K0 u8 j* U
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 i& V- p) W! T! T( e
8 n: o1 e9 c$ N0 t; p
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:: }, }$ ~5 T9 F5 F6 S
& a' `5 `0 v0 T l
. S) }: Z" F- [' a. b4 _
9 [, @9 ]5 {0 p$ g+ J5 ` ~8 ]4 {
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
5 H0 a2 p2 E- ?9 O
! `9 N$ k* @: D0 L5 _* s* 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
; K4 T' C. e+ k) C {
0 K0 @6 k# F2 }- m# 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?3 [) M. b9 {7 A& G+ m2 A' O7 ~* E
: s! B# d8 z9 g! s7 v$ p( X: K
* L5 B. k1 |% \; P" }三张卡片的骗局
# F$ q3 @# X6 t: b1 L/ x* Q: |) D% T. `
6 s4 o2 g- {, E3 Y) q9 Q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
2 G: j9 n9 L* d& E5 j
, {9 y& r; K% Z+ Y# D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
! h) E1 h1 {! d; w/ U/ j# u# s9 y( F! u6 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 P \5 u- u0 p8 t1 }* S1 w7 w
3 y; w1 K! J" L9 A: |$ c9 A( g8 w
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。0 O) @8 \" Z- t( `
7 e5 b1 S$ M8 P7 m$ d3 R, {/ U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" G' h! f# j# h5 r1 `* o
# v/ ~. u1 J9 p! W/ t. s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:- L! X$ ]& ~/ d8 Y, c
+ d# |2 ^6 g. s6 O; {0 F
9 Y4 R3 l b0 P
7 x, B$ n' e# M4 w3 R" ?% U' D( G
# M7 m& n4 a3 u: P( Y n- v1 m* F9 |5 C, D$ y% \; k. q% w. ]6 \
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. D' H/ w; T# }$ @0 q+ Y
$ q7 j: x) D4 g3 d% P9 k: P6 \的情形占了2/3。 m$ X5 u' }# d( K; Q/ K
* O. Z! Z! b) l+ K& J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
* p& ]: }( k' h$ s/ p' |
$ f4 Z' _; i5 a" o& ]6 K/ T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
% y3 d. c" Z( A- p, Q
- Q; l- k6 z5 a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)* A# _. I. K6 D, C6 p
K2 _+ | `( f3 T3 a
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。6 }) N& z% K0 T6 F7 q6 ~
! w- V' {# z) N如此不平凡的黑桃A Q# f; ] c: U: g3 x
& O6 S: ~5 R) P
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
$ Y- G/ x* E. E |; ?7 |# ~8 n3 Z* _5 D, ~$ 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5 H7 E+ F8 l' i8 h8 c' I/ @
* @! a) \4 U1 p8 J3 ^
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,
7 Z0 M* f: B: `2 {
5 z3 {( R; X) x. v4 D. f7 P% y/ 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
/ d* U! I9 B8 B$ j
/ F) J: t; e' b还有没有更多的A?”5 C" i/ ]+ y$ g: h+ y
4 a* @' ^# _+ b/ N2 d/ R# O* w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
& k" ^2 N8 {, h9 Q( e' n# i/ M; M% x# P
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
( N# _2 q/ r+ f9 U* S1 `) C# p
: r9 o# q4 O, \* N/ H( N4 u6 b没有A的情形:C(48,13)
- f3 x+ l# a7 u3 P6 T
/ c* L7 j0 h. H) s0 H至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)1 Y% W' e' ]1 o2 H7 e
7 a2 F' b6 u. v' p恰好有1张A的情形:4*C(48,12)9 O! K+ u' M+ |) ?) O* m
3 B9 ~* k: O" d; g, A) [3 L/ L* K至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
( d) i Z# Z0 c/ D3 A% ?2 j0 ?% s4 N( m5 j7 b2 v( a& 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:8 z5 `$ x) `2 e* r0 P P' X% j# k
9 b- {4 R. W$ ]
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
# V( H% H' T5 a' u# S(C(52,13)-C(48,13))≈37%0 \3 y6 T, Q/ I7 l) g, Q
; j& A* r# m3 A0 F- I
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
: J6 C& s) j" y4 q. Z7 E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,0 V: n9 m% Q6 I2 ?+ Y( x
. v; N6 X' A' e& j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:
0 w5 Q/ j% @0 @; Y4 ^) y' }! }; T" `) m; [& @& D
有黑桃A的情形:C(51,12)
7 _. \1 Z: G& P+ c9 b# r. J3 c2 h' V
没有其它A的情形:C(48,12). o" g$ u; m) t1 R3 N. s
" N; P5 l1 I9 f4 v' I9 Q9 U还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
7 X' D8 h; \! b; p1 |3 Y1 ]. l1 X$ `. `7 F8 A! A+ o
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
/ l; r ~7 O" K
+ u3 Y% H- Q' J. O FP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。- j' W8 H. K0 `, D
3 w9 L D2 d1 S2 j# i9 Q C6 f8 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; v/ e; e* z) a0 L
7 c* k4 q$ Y/ W" {; `5 Z$ s& K; q$ o' A/ Z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' _( @ w" M; g3 u$ K2 E. U: u8 _
2 z& }( E( U2 S. S" N; n& D
你是传说中的死理性派!
9 Z3 ]: v# x; H' [
5 d) \6 W7 F6 H! x' i3 L0 x4 F- _9 t% P. o: N; R( q1 O
4 n6 i# o" u7 q! J9 N
* @' @9 t z' f, a
4 l( {+ K; x# D% @- y
! U4 Y) ~) `: N0 T! u1 a+ q' e9 G! [! O0 v5 `& @% W0 Y* r6 _
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