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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 8 H* c! |: n! Y9 [' y s: O) y' [/ ~
& y4 N. E; o" U2 w
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 o1 `6 V" P$ W
$ p. w8 O+ S$ T
(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
6 j3 l. s& f: b7 G& W
" ^+ a3 D2 d2 B- E# q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 H0 P( E7 b8 x& ^$ W& i' K: [, d# K' z. ]
就算打赌,也要精“打”细算。
6 f; @( [8 l& }
0 ]1 z$ P( u Q0 {, l- d9 G完美的DB
8 x! v( S1 j1 t) N5 N4 K1 m3 J G H [7 @
# I+ T! e2 ?2 F) F8 Z5 I5 W# ^
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。0 A/ I( Z9 G7 b, A; p% O- J. S
+ A! h i; j+ \+ Y8 N: w6 H+ d8 b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! N7 a3 [: ]3 m
' H2 ] o& h! a/ i& z, i
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, x m# d5 K2 E3 b1 @9 s
; Q2 `9 p0 Y& Y3 Q
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!$ C' d' M. M/ f6 {9 G
% }5 ^: q. N: ?* f6 c6 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,
2 Z# J; c0 v5 |' G. L
# I/ I7 _ b* E( {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
0 r2 Y7 F9 G; [6 p6 B8 ^& N/ g" J
& [6 u8 {- Q+ y正,就会跟我们打赌:5 f$ u! G$ h1 z" j* l
" x% w- y5 h, A, z+ V
p * x - ( 1-p ) * y > 0% Z3 _# ]( k& K. `
q * x - ( 1-q ) * y > 0" @' l+ i$ A t4 y
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) z" @" Y$ [# w5 J' J
7 w% ~; T' X, U4 i# {# m是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
2 S# U) I" `; }8 z4 \5 |% I& a* k+ V
B- l3 U) z8 H! D' z
. Z E. Y @4 D' b
! ~# g7 }! t, i: H# f% R# e& y u7 n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- T8 |+ N u+ _$ Y! [! ?
( ?0 _5 w6 Y' l2 n4 Q
“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 k- S1 {# o7 u" f8 }# I
1 F Y$ \- r1 n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 t' F) X/ }+ B
. ~! m1 K7 e, E7 h8 B4 _( W- A
" w, T- T: `' U9 n) \三张卡片的骗局" Z0 |6 q) N* G
5 x1 {- S$ {5 `/ w4 q
( p7 M/ m6 W: A5 _/ z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( M5 z9 p7 a& r9 b3 _
$ G1 U# x# m+ b4 L w/ D/ H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
5 E* j" w+ a9 o' ?- }; C
( y I2 c" Q8 i) w5 W" 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7 r4 R( o& j |# ]9 w
' G" D D+ o# Z
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。
" U% g8 j) Y) J7 I1 w$ P5 A0 C6 O- H
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
4 @( n) X! G1 L7 A
& Q3 B$ k# F# m! `" f6 M% E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:' h i& p4 ^1 I5 e, ~1 r
; }5 H h( R; S. c# B6 N7 j) I
! R- ?2 F3 p1 K' b2 t% p( D% B+ i5 b. ]$ u0 L& T7 N
% U' x; x9 q$ P) [0 F7 X* z/ a
- Y- z% E7 t% C
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
! n- m; S% ~! t6 e
- B# N; s7 G( ]2 Y- M的情形占了2/3。
! B/ j+ `* T9 H8 U# Z4 U5 b3 A g6 ?1 c, Y. [8 k1 b
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
3 X) O2 j3 T9 Q! n
/ t% R. q% T$ O; b% u8 X% f3 \( x2 f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5 Z4 D% i4 v: }4 i" Y' ]# J h
2 c, U+ i$ Q* V) 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)3 I1 U" W' }7 f
+ d' [: `6 M+ C称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
9 ]/ T6 m7 e" Q, m4 N; n, ?5 y- [1 i0 ]& @. E% r7 W0 c
如此不平凡的黑桃A
' n, [: T1 J6 U
, a+ m. |& a* H% g" 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
; z/ a# `/ K2 S0 K |
9 I: \0 r) u7 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
4 @8 Z8 H( J% I o5 W6 f$ Y7 G
8 ~- y' J9 @6 R9 x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,4 V! q' Z( D; \$ t3 t& C- G
; S1 K8 u; F( S5 g5 ~1 O1 }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
6 ^! {2 Z0 D6 `' `. F: l+ x1 R# [7 W e8 k
还有没有更多的A?”) H6 X0 V; {1 y, Y8 B0 ^2 S
, V' ]$ X- U9 a* 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
/ e1 M7 Z& o% A* i, V. H" z
+ t7 d5 u3 q& Z, Y+ X0 n# p$ a不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:! S3 ?% l! L( M# ]( [' G" ^
. Q7 H. h1 Z9 m( @" k4 `没有A的情形:C(48,13)6 h. D+ H" i7 x: n$ c! q3 E
$ K/ h1 h( ]5 F$ H
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)7 u! x, D. u/ f
; ]* O; q# E" @8 y
恰好有1张A的情形:4*C(48,12); B# S- E+ N, ~0 I- w
8 a6 G8 E; x1 N" [8 s
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
! u v6 h; V0 d" X; G/ y0 Q a$ T6 A8 O2 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:$ m+ M: N2 G$ \! j
+ [" i2 A# _' u6 b2 @$ gP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))// Q: j/ t- P; } e0 @0 \
(C(52,13)-C(48,13))≈37%
. X8 g" `3 c# V6 O- u" V8 Y) Z" P' A. T! t: Q9 p t
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
~* V' j9 f, ?: \/ Z: i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,4 v! E( g% P/ A6 o
L6 o, S1 Y( b" h' r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 \ w! V+ X& p! A5 H9 f) ~6 q
8 l0 Z$ G' j$ E' t+ `% Z有黑桃A的情形:C(51,12)
" H m5 v5 b( X& x9 x! _
4 ]( a n# {% s& y9 S9 M没有其它A的情形:C(48,12): i: k2 `! `5 }- Y/ a
0 O9 l( i" @8 q! d }8 h# ~& G还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)" b Z2 B. z& c( [5 e
3 @1 Z' X7 m' R2 i1 s- k事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
; U2 L) b: K6 x3 C, c# P( I( x4 n; S
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。2 X5 g( F& k/ a; r
1 |. r# ]- m5 ^$ K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4 P+ r& f' Q9 f( Y2 Y
* N. q i6 Y% z K
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% ^& p! c4 ?% |7 I3 w f
R5 y" B; r% w+ P你是传说中的死理性派!7 d5 V& G- s- p; M
' F: g8 r- e: J
2 F! N( O- }! D
5 K9 J/ T, D' X9 a9 N. y* o# k7 a$ _! j
/ s2 f5 L+ [- Y' c6 K; O7 j9 G. ?: g B" J
$ ]( v3 I- N/ i6 y1 v4 h6 T3 b
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