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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 2 A G' X7 ~9 a+ C1 [
! Y' h- d; g2 ^
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
& w- u$ E+ e# g4 C1 t/ V1 T& \4 ]- M# o. ]
(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
7 u1 l T0 U5 ]% C- T, }( R% F2 A4 v6 @
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,7 h. `7 v' |4 q; h4 d) x, Z
) H K! m' t, k7 {6 T4 m0 Q
就算打赌,也要精“打”细算。
1 ?4 S! _" J+ h+ x; w' F$ z' ?
- {' t2 C8 W# K' M- N/ b完美的DB
; o# \! O9 S( w4 T* T; T; V: }7 I& |! e/ e
+ t& k$ Y8 a/ H" c3 XNBA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。
' J0 P5 v* F0 a8 a; j! S9 _9 W8 u9 n+ r: c& k0 ~
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 Y6 R/ t, V3 `& Z' H
4 m+ S3 ?# ]7 d1 g8 k. T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+ n: V' N( B" E Q6 \
, M' F8 Q) v" O5 r; h; B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!
- [ `" w4 X& s% }: j/ F* j* V% V$ y/ H3 S: b. Z
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,
, k/ d6 Q0 X6 w# ~+ w
7 u9 A& C% D) i0 D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
$ U4 b4 r' f/ H; G
: ?" a2 Y0 K8 y. I* Q" R2 ~; N+ f正,就会跟我们打赌:
: j4 g& X0 f, @. C
6 ` C d* `9 y" Np * x - ( 1-p ) * y > 0+ b% t6 s" g9 A2 u! R
q * x - ( 1-q ) * y > 0
5 h. j* o0 ]: K" u- n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
5 S, \. N ?0 n/ r
. q0 q) S% @5 F# [7 W是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:- W* q* d9 t, F1 U, e- l
; Y3 B9 w0 Z2 _& V) s' S' c' a8 j6 g# {# u
9 N8 \4 ^4 T: w. 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
+ w; r$ d! E* C
8 P: z( C' m- ]" t( n$ _, b7 ?/ f“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
: r. ?7 l0 T1 `+ U/ e0 _2 W
! x0 z0 Z2 j' j) y* {" f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?7 K9 i n8 x, ]" f& X
' X: u& q% r/ X& u
" d% x2 q! X0 S8 J( h, e
三张卡片的骗局
, ~/ z" S& o9 }/ a9 {4 ?: T& @/ b' r( {
# T8 H- e& `# I& {2 }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! _+ z+ j' C: f' L$ |5 _
6 ~, [4 ]/ ]2 ?; T& q2 E& ?, A
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
/ F3 a3 v) Y; n1 f. s5 `/ c g3 I: c+ o* L& 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
" T0 P9 {" J3 f* n6 m& w# q4 O8 s4 q8 s, K: J
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。
: O8 x j$ J; U" G& d$ h5 h) C" ^* t+ x( b, Y. x
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
9 A# g0 R( G% y2 j6 D4 L6 {& 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:6 a) F7 B. f, z1 B8 w
+ i8 x8 I7 e; k9 x, D
0 u( ]. w+ `% I
. y( T& Z- L. {2 ^1 D+ i+ G* ]8 [' ?- z: Y. S
0 U4 E0 e. S! |( n, O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; v7 L, |4 _3 _) U& R3 k
; e/ N1 ^3 C# B5 h3 R, E/ H' c
的情形占了2/3。) I0 K/ k+ [# B$ H; T/ m1 S2 s$ \
% `' u! k) T; b9 c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4 v3 F7 A+ m& I! A- O' ?/ g
6 S2 I! T0 d1 H/ e4 `6 |
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( |$ d2 ^/ y, _6 c0 ^7 r y G7 Q
/ _( f: i% e q$ V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)
9 P. a8 |% K% ~" M T
' D& A# l0 Q+ H2 W$ s8 p; t% g称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
1 _3 K$ ?0 Z( y w$ P! B5 _, d
$ S& E8 q$ {$ l4 H" Z+ p; |+ X如此不平凡的黑桃A p& h; t2 B/ Z p; \- Y$ M: A/ q
- R. x+ t8 S, h @" C4 F' j8 u
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: Q9 c" G4 t: E
6 J2 B- u- l. V' i+ A( N: _' I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! B* ]5 C+ D3 U2 \8 T! ^
/ V! E/ ~# T4 j" 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,# m; g% C7 M, a! ^; a; F
1 \# ^* u! r3 s% k* a1 Q% y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0 L1 P7 x3 p7 c8 P0 [' A7 @+ r2 a
" x5 f/ x4 ^' u还有没有更多的A?”% G5 e% u2 }! V: m) [9 m+ E" m
' L# s6 r7 }2 X" ^+ N+ N
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
; T. r& @& q1 ^% ^4 W/ \0 ^" N
4 A6 U" ^1 y: c5 F7 r% M不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
. r% n+ x. v* L; _; l" n
# E9 u6 P: v$ K( n6 z* o4 y没有A的情形:C(48,13)
0 `9 j" ?. m/ U9 s" T0 O( C5 j) @6 N' U
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
, j6 r% g( \8 w( g# C) B. F T {/ ]. Q5 F R
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)7 `3 y- T$ b: g2 ]
, h; D4 S$ Q3 z, E) [至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)( G8 T" X# ^8 A7 z7 x
5 r8 \7 v, |) Y& L' T' N3 F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:
; v% w9 | Q- ?5 S3 W7 x* w8 \8 l8 r9 c* N
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
8 r6 J1 r% l7 j# T, C(C(52,13)-C(48,13))≈37%) D" V# P) J% W3 p
: Y1 ?9 n- B A. w
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
" h: P& |. F! I! V6 b( v4 l" z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, }/ r3 K7 {/ f7 c: Z/ s
) r7 F- a O& 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:
& O% `: r& b7 M+ T/ v. K9 z' ]! h5 [
有黑桃A的情形:C(51,12)
* p) K0 c: @2 u' ^) p' d8 @! P
' i" s0 \, X* N3 f# S7 u没有其它A的情形:C(48,12)+ [, m* j2 |% @3 k$ b7 z( ?$ r
: H& t( l7 `- s* y' W还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
0 D: V! ^2 t: [) O2 B f
T% v/ Y3 w" r) y- b: `" |0 L! _事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:! h0 u; L$ C. D
9 x8 t) }$ t/ B! o1 QP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
9 I9 x, x$ O9 u1 c
$ Y% P1 L' Z- E) H- X7 H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
* q. T9 A' H/ M1 [
, m; ~9 K3 ~' R; c5 }% j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2 U( m) [& t; z4 H& H
( n/ E7 Y; j/ E ?8 f* _* J9 ?3 O# g
你是传说中的死理性派!5 X5 _( r9 l0 {% w
- |* t! W% ~: ~# Y' w5 H' k& I/ H* k2 u; h6 t1 s- q
" |) z9 \4 I7 A" @0 T
; s8 N/ t8 h Z t. a2 c
3 V( |5 }) o2 k& J" c! K1 P2 Z$ f* M7 c% j0 t3 h4 U* p( R
, d" O4 n1 H+ k+ T0 ]7 N6 q: p
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