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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 6 M9 n, P3 M& \6 f" E7 \* [4 Q
7 m! p$ y z) `% `5 @" a 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 E8 v" j- X4 G7 j1 c' w1 c
% \: M" y; t! C" F3 `- g(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8 r4 O4 N: \# J( ~+ w
! O8 C1 c4 O6 x' k9 @2 m: | S
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,
: G+ a7 x* S# q; x1 Q7 Y4 w" M5 q r# W/ D u% s& [
就算打赌,也要精“打”细算。$ t G1 T$ E4 @9 f
/ p& x. H, j" ?: J9 d完美的DB+ N2 J: n- W" s+ n3 V( @# @8 e6 A
& B3 D) i$ n- _3 @; v$ Z# I* S) j5 S0 O
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。+ j) H0 \# V* [9 w4 T; l' N
1 Q- b3 Y$ K/ f) F. c- ?* R: T
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" x' t* Q" k+ k) B3 @7 E5 q
# p, H0 S. u6 f I: C; N+ [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
: i0 Z6 C% D+ f" S* S$ F7 t. E+ _! d5 {" z$ S
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!( n$ I. ~0 s7 T' D( ^# J# }
( C; z1 h, v+ R. z3 p1 N. e$ B" L! ~
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,
) r1 k5 ^, b w( ] N1 B
, g6 H; X) R/ 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
) o0 d+ F2 d- `( {
' Z. C3 m/ h: p3 Y @$ V正,就会跟我们打赌:
$ r6 O. f+ m0 E# }5 z: E: w9 V$ y7 V! e* c
p * x - ( 1-p ) * y > 0
, A- ~+ m, f, [3 y# Eq * x - ( 1-q ) * y > 0
5 j) Y2 O7 t. I& s& E; W- W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( h# z) ~# F4 D; p8 `
9 b0 m5 _5 ]0 T4 p* r
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:8 g+ g( |0 ^8 o# R7 F( \/ I
- O. L- \, t% B6 a: x4 ^6 H, f/ d+ p* i+ T/ t& a
0 J# o# D; v# I# v
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
3 x! a c" E% ?! D5 Z/ V( ]5 D9 a. L' t. X) y2 x
“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4 Z0 K! H/ g+ P
7 k- ~8 Z& D: c- J O( T
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?/ I, X, M1 @1 S
. Z" c# l& ^( \8 S9 i
2 T; `; q* t' G) e- g9 C+ x三张卡片的骗局
6 @' Q1 a* f& p$ T0 }2 N6 y& ~1 |. z: ^ M7 I" Q* _
- G/ |6 c: Z5 J: w# K* J
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
6 S# l+ }0 ^" O# Z, }! u5 C5 l+ X& O, d: v3 m
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
# _: V2 x% B- L9 U, x ~3 D4 Q4 a: {3 e' p& c$ H2 V! h
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
: `$ O. G2 q) S( j$ J9 J- x! J6 S6 J$ ^% x8 ^/ 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。
8 h3 \7 o/ g+ U" r, ]* s! {0 Q+ e; e& L+ G- }" y# m
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
' o- j+ X$ q( Y- X- P6 W
8 T3 \8 M6 T& u% K$ h$ a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:; K& U5 W) O, s) O
( b2 F1 T- h k* }6 G8 i
2 _% ]! m4 I2 x# d0 \6 g& e6 [6 v: }; L# {1 j
4 {: p! d) O5 h+ P% z% I5 M* k4 f
. w, B6 m! }9 {) Z
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 ~. Q1 [ _# w8 R( u5 I$ B( S4 n) k5 ?
的情形占了2/3。9 M5 E/ K7 [ ]" \; P
* O0 Y# h" N* D1 l! F' g# x
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+ e0 u( H" y, y
5 W: ?, [" U6 O* A1 _+ Q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
7 E G" J0 U0 \2 H9 j/ b4 i2 y7 _2 Y0 p* i- ~; e5 K: O' |* Z
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)! {7 @: N) S( X" ~8 s
6 q i/ Z4 _( h9 L% F% G2 O- M
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。- s% P1 r5 O0 B
( i# d" P# n: s, O. Z4 c7 O
如此不平凡的黑桃A% y" h% M! R. y5 D
5 U' b4 P( v& h1 V2 m! Y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: o! ^2 B |4 [ ]9 _; y1 j! T, V
. H$ R# o2 a: C+ X1 X; H
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
! E; ^& M. o' _. r4 {
' }8 m, A6 _1 Q# C7 a- 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,) q3 X8 Q/ _4 Y" c+ A
; n1 o3 d( {" x" r C
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4 U; ?3 @# ?$ o) A" }, Q
9 Z/ U( @6 }1 y8 Z( p还有没有更多的A?”& S4 i. ^8 r" R
# N# y4 C" J! t
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 M6 n$ Z: J1 V4 K
$ t7 O! N) l6 C- r& E1 R! z$ r不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:: t7 i, R9 t) S5 _) d) t
! ]- F3 Q$ M6 I, \% s( p$ w没有A的情形:C(48,13)
7 ]) g( }- k7 Q/ a
/ G( H+ ?4 c8 b" [3 S至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
6 E% T4 r; ? n# q+ k; {) B e; V
. Q& Z( Z0 p. O' P恰好有1张A的情形:4*C(48,12)- u; H! z+ X) P/ L# D P
/ I! S' [0 v x8 G7 h
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12): {6 a. ~( H" O/ M; v- s$ c" g( J
& |! v4 I! N. Y1 n# A
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:
; _. M6 u7 q" J: W% l; D" ?; H3 E2 t$ O+ b
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
/ a4 e3 [$ |/ I: Y/ W(C(52,13)-C(48,13))≈37%
; i6 T6 p$ J8 V2 {: U
! L1 Y E8 f4 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6 a% Y) u/ Q' V7 C1 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,' q" _ X2 V; ?) ~
) ?7 \, x5 T# \- {; Z: w
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:
+ ~* b& x5 `$ \- e
- V5 U1 Q% m4 k有黑桃A的情形:C(51,12)) Q0 v2 t7 Q- Q0 q! X5 o) a) q
% b; H/ |4 `% d; {& V# M
没有其它A的情形:C(48,12)
0 N! D% y- v( h
& ^9 K$ Y8 d- M# Q还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
1 }3 @6 d6 C, l: m4 u& ^1 y* W' q. ]% t/ @# p% z$ N
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:/ f. {8 b/ J$ q$ F
+ ~( ]. L! a- P/ ]P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。* }* ]' L* H1 h+ |: p) O
4 H9 q8 ?6 u& |, M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
) i9 t6 m/ _5 Q% x) o
9 v3 t6 a% H' n8 }9 s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/ Y2 @4 h& `$ |: `! `; h* E, ^! j8 i
4 `) f8 T4 V# c$ |( H/ ?9 Y" O! H你是传说中的死理性派!
: h$ U5 v8 C8 g' {
! b7 w& G2 }+ Q9 A5 Z; h% n+ }9 W9 h9 |7 _2 n) r! Y: @
" M. R/ I) @6 @8 q
p1 q7 T# w: m/ t3 N
+ I4 ^2 A$ @, o0 ?4 E- J0 g) Q# ~
" L, n" N5 B j( n5 p8 o- v; T |
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