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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
6 ^$ M- @2 J- i b% R4 ~7 R8 J* ?* q6 Y$ `; s
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6 H) {" B0 I$ y/ }
# T) Y9 X% p( k, l! P' c$ Q1 Q! b(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 J% { S3 G4 H! C" ?0 k
8 i$ R6 r3 m1 F O" V* n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,
& D1 B+ j4 E5 n {9 R. _* G9 |& _9 j! }) B
就算打赌,也要精“打”细算。6 T( q& J/ W0 _. {- N7 V, W
1 v/ b5 `: e T: X& b& W完美的DB
( D% g1 V' d8 z
9 F, ?# \: m- f7 t0 R( `4 ?
5 k. I" z' Q4 f1 p3 u. rNBA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。/ Z2 h! E9 ?! e# K1 K
8 {8 K) k3 ?3 X: c- 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
9 m% O. p& _; ?0 x
3 M% J/ |4 K, \- d' [5 e+ T% K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
t1 V0 l# [. h% m: k$ V: D0 g9 a4 ?3 u
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!
- U. \0 g+ ]/ p; K3 j7 c8 j2 f9 @2 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,
( Y* \2 X0 S8 N& E5 x$ x" X# c/ J6 ^9 n6 S3 w" 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9 g7 N) B$ V1 T! X, b
9 `- A0 `$ D) {4 C! I
正,就会跟我们打赌:4 l6 `. G* J! U; C& Q4 B
8 q3 C8 w. a: i1 e6 m6 ?# I0 u/ X
p * x - ( 1-p ) * y > 0
- s. A6 V- }% }; U( L$ X- Z# v( Q. sq * x - ( 1-q ) * y > 0( U7 R2 s, k( ~# {% c
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
% b( i/ J( F, W, u1 A
9 F- |; \ @9 R5 ^5 v+ O是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
' A) d( [* S0 T4 w7 t7 J7 f F$ R U* t: Q) N( f' G2 O
& N. B* p3 J" X" v
# a" G) j# {# ]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 ?9 ^/ n: y3 d+ i7 c1 I# ^
6 h: v, R: K: 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
+ e6 C4 ?! }. `; _ g# G6 e/ n
K8 C2 N m6 o! s \& J, a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?
* f8 m1 b1 W$ A( C' p! c9 j
. S! Q- S0 w* I0 f2 H
0 L) u2 L9 O, z" O! ?, m2 D3 J三张卡片的骗局
+ H. e8 A& y4 q9 f
- R/ D: x" x, V( T& Q& q. ?' ]4 t# u% F% k4 C( \. N g
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; \0 P3 \7 V* P
: m. E& ^- }5 N% d- 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0 W0 r" W- ?- c3 x* c9 c
: \* l. X. A( n4 p; }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
! Y' P; R& j* O9 Q C& s C! B
5 }3 x9 ?! V5 G3 `* H3 j2 h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。
, X* I0 O2 x( m3 r6 Z. b3 X# h/ X% W4 [& P% c
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! z& U. J# n+ n" k" K/ O4 c# Z
6 d- B* l9 p( X& y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:% p+ z2 X( o3 \7 y, g5 e- X* a9 a
$ v9 a1 U- e) v: u w3 `- d5 L! l) V) f3 k: Y r
8 W5 w+ `& S' p% y. ^! b
" p" U2 V9 Y8 _! V! t b7 V5 ]( i$ c# s( _" y+ Q- B
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
" J3 K1 t5 L' |4 s" ^
1 e4 ?$ ]; A$ i的情形占了2/3。) s/ ]4 W( A, ?# c, j
' ]* G3 [* U) U* H: l3 W( A
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 L6 M$ a7 F* X" x- N$ `' d
- D8 U8 E$ W6 `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
- O, G9 u$ ]2 J: m/ Q3 s$ }
9 D& r* _/ W% ~! X& X; Q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)
- u: Z4 s) Z/ ~4 W9 t& _3 M$ l/ c; r) y2 H& V
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
( }$ q/ ~# S8 H: F9 B3 V1 Z9 _
$ L# u4 B* m' Y; w) `如此不平凡的黑桃A
6 @% P" h5 D( @) E+ V2 N, K3 [+ k6 p. K2 M- `
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
4 F( _* M/ [: V% y: W l6 [, W$ o* B/ n
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+ S) c+ ~5 `& c$ {" G. k! X G
$ z( q0 j" s: L% _
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,8 m3 u/ i) r1 v4 D- ^: ?# E
) C3 U( B( J% a
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% u* _0 Z' P; R- ^, y, m
4 ` @. M! ? M% y( s, [! Z
还有没有更多的A?”
- M3 m r+ v$ U+ j j; Y9 Z
( h5 s; N+ @: ~' t9 {1 b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) m! D3 G- V3 l/ E3 r) {) F
# I; c1 }% V; O9 G不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:/ R; e1 C% r- G( w8 G
( W" o8 i' v4 {$ U
没有A的情形:C(48,13)% Q% z" N p) e/ X* O
& `8 x5 w1 r: c D5 L" i
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)( L" k9 p$ i4 ^
" Y1 d; E/ |/ P+ P& [ G/ l: T: {恰好有1张A的情形:4*C(48,12)0 W! Q. T6 ?; e) t- m/ M
* a4 Y$ Q7 l% H; H4 x
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12). Q2 s- g0 v0 V9 T) q
& s& @. \- L4 j' m( V/ v5 X& v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:9 t7 {6 E, @& h4 Z# V+ @4 e0 u
% i* V8 X$ r- V, S
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
* _9 }. q3 U h2 |2 L(C(52,13)-C(48,13))≈37%
6 W7 q4 i$ D4 Y9 x9 w% h( t5 S/ T
$ A9 x+ A3 N# Q. k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
; N$ c% E3 m {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,; S* U- I* H) o7 ?# b# |
" V/ O, @2 |4 @; d# d/ k& t: z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:
: a" t) b$ x) N- a3 {* ^7 I! P9 j% ^
有黑桃A的情形:C(51,12)
1 v, V9 u) W1 B d6 p; r6 q. x. N; k* ?3 s6 k
没有其它A的情形:C(48,12)
) g6 V) M0 D5 j" g) M9 I, V; X' d: y9 S8 C2 b( z f6 S
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
/ \6 j9 ?" Q+ Y2 h1 V" }. Q( H2 a' X$ a
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:9 m+ |+ ]( M8 A1 Y0 a
; a# Z" c7 x8 y# [# S v, r
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
/ o5 ~* x" g* n4 _2 n) U% S4 D
5 y& M% m8 j8 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
+ F g2 G2 F( e F5 T3 \$ Z" }- T: Z( ?5 S& S 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& \" ?# f) i" V' m" n; L0 A0 h+ v
) o) e1 X. W' P; e* k你是传说中的死理性派!+ h0 h, F& O* g5 T
- V0 d+ D* G2 G
9 b9 f% L9 f" z& Q% Z
/ r$ h' b5 r! H
: q4 V4 W' {& v9 | k* g( @+ k/ k, m5 M7 q" [5 z
6 l1 r2 K* \7 T0 o M( ~0 R5 p2 x, e( d2 I
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