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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
9 m1 S- D( v' E8 A% T% H9 w; Y& X9 x* p# T8 G. ~; g4 d/ D
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
, H) F5 d- D# A2 H$ R* W: i4 i4 ^4 ]: x$ `. w2 z9 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/ e/ c) S1 ?' s V5 Z
# Q, ?! n6 C+ B8 i2 Z+ f' ^8 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,1 ^' d1 E: a* T9 M1 Z
. J$ A. W- N. B就算打赌,也要精“打”细算。
# |2 r& ^; a2 i# }8 c' d! ^- C& E& }' E5 o1 L5 W( l
完美的DB$ P- m; b. H8 i4 u+ w! z
4 T$ B6 I4 @8 D
( r! M! F( @% FNBA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。
, h! L& _1 X. U0 G- G, R) R3 o" B4 F4 O3 ^7 |
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
2 ]4 p' h# k" P% n* ~# E$ q; I/ T. y) d
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3 S, c8 J# s& e# {2 {
+ ~9 G% R8 `. y. D7 x, L( G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!
9 d4 u9 ~* }& F' T( _
3 \! z3 `9 |- L2 ~" p4 A5 S" i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,
( b9 o5 R8 {$ a- H; s/ t# c/ v; Y+ \% b; X8 B
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
f4 e8 E; l: k' s! P. l/ _. e$ E
) B: U1 s# x- N9 X0 y( s0 ] q9 X正,就会跟我们打赌:$ Q; @+ M8 }* `# l: s6 {2 ] A! Q
1 I& S1 t2 g( M. H& E. @9 ?: s
p * x - ( 1-p ) * y > 0
$ |# Q9 m: Q3 K, ~5 {q * x - ( 1-q ) * y > 0
3 b8 B, o) x) Z* ?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" F# r$ P, w; g: _
5 m2 q( m( z! e是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
. c* O, {, O( X# r& d f0 x. m h; M8 T1 L- N
4 y7 t( A8 O) G; k3 b
! T: N: E0 Y* T. Z, {5 k3 E
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 M3 ?# i9 [) X9 q
. F% W) g- S) a+ J) n7 C+ H“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* J: t7 c* w% b' r$ z! ^
, [0 ?$ T ?* `2 f7 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?
~9 e9 y& r' w# \# c" L1 c" P7 C! V
& B' ^$ e4 t* \# D
三张卡片的骗局. A# @5 w+ s0 @9 A! i
- A/ o7 L) e$ v( L& R& _$ {: z
+ j1 o% ~8 G6 K+ e
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
+ n: f0 {' ?! f1 V- o' Q: y% P9 M' q% @
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
8 p% k8 W3 J* n" w& B, e) C, _
2 F& M( Z9 i( L/ [. _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
. Q8 Y# q. D- H0 u' e0 z0 i! p7 Z/ x
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。/ c) x* T4 Z/ T {. J
$ M: i* [6 `2 ]9 P) ~0 G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 @2 u8 f" o9 F# q; k0 ^
# \/ j. S& e! [" ^6 y4 w' 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:
- Q5 Z5 I. {9 Q8 _- R- Y" r/ i w# E, E9 h
% D4 B7 p" h) }- ^9 }+ c
X5 R9 N7 e5 k7 C! n3 a
: x( @; `+ T. H5 z, u
* O3 o# q% `, t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7 Y, U0 x1 @4 c' |) o1 r' ]2 m
1 Y( C. M0 j# @0 l- c! M5 J1 Z的情形占了2/3。, q& r! u$ }6 E( R; i
2 ~; u1 Z1 C- [8 [& U/ m" 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3 F) z% a# }$ m
, W! a3 ?/ s0 E( t3 }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
# n4 e& _4 T7 x% e: a
5 `. G) k* M1 J" [$ x( ~' k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)" X+ u. I$ X2 K6 o, I: C* B5 L, a
& `6 Y7 m! a: F J称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。! N3 s1 T, Y6 X8 z' a5 Q( ^" I' c
4 q) X( d; g4 U8 h; i如此不平凡的黑桃A
( m2 @ X" t/ N1 @7 x$ Y' @6 d7 [& b" f( n# C9 N, \( G
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+ H d( g: E& j7 @! o2 N; [0 o2 C1 {: _$ o
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
) ?2 A- y% O% K# t% H( [( b- _. T& k8 R( N1 y. S* g6 h
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,1 U0 {9 B" P! N1 V# B+ l
+ F% L7 }- b; c; g
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
- i* i$ m1 B8 i1 w$ G) h' m: c, b; g% X% ?# g- p( [8 F
还有没有更多的A?”4 q! G& f' o) }3 m i
4 _3 y7 b# j8 P
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
- q' ?. z. L; J$ i# W& B* ?& B5 ]' k6 v8 L; e6 S* {, o0 K9 f
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
( @! K/ v. C* \8 |6 H! U& s" @6 ?
没有A的情形:C(48,13)
; s! D) L _4 z: Q+ ~, i3 o ~& C5 D4 S Y. n
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)- X0 G2 A1 Z: l7 G4 ^8 ]2 g
7 U9 Z; g, |; @" R8 Z恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
3 ~/ Y9 ?, ` A/ L6 a4 R6 _6 g0 [( m# u% j6 ~: m& g5 Z9 y
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)3 v y/ R8 q6 |- }9 L: w
/ M$ Q9 ?1 Y- [) `' D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:+ I+ K; j; k- Y2 s* `, i; b
& d# M- [, {) ^P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/" \, k7 E4 l: G, j U; L
(C(52,13)-C(48,13))≈37%: n. i" j/ [5 Y0 q2 S
. m3 u4 p+ P2 W" p5 u* X A
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* r$ s* F! E/ f2 y# B
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,; e! I6 ~: F/ Y4 Y' T; F
Z8 S% N9 L" u; V; o5 T4 C0 x
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:
3 G; c0 o( j$ q5 D5 D$ n' n/ F
2 f: f B$ a& G3 B) C! }有黑桃A的情形:C(51,12). x, k4 g, G1 a5 A0 u5 G/ B
3 F) ^" t7 X# i9 m2 k! i; p没有其它A的情形:C(48,12)
( E7 k0 S. f! x& S5 F7 a
8 m$ D5 f/ F7 \, X& S- j& r还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)2 o. q. b! {+ I+ J+ L9 M
. ?3 m8 _ D- V" D事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
1 J0 n7 S; l# l' H1 E: p5 i8 t
5 }' N& b `2 D. Y: P: m- WP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
$ W- Q$ C" {$ F; e
* ]& d6 W1 m6 F$ T6 Q! V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
/ z' o! D* Q [6 l# F
2 w" ] n6 o H( y) q+ ? E. a- M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
7 ?, x' h$ R7 R' l( D1 S' R0 b3 k* f0 t# h; l. ?8 R& U
你是传说中的死理性派!
# m2 @1 J, N1 ^5 J
. F& I# [: |$ F1 y
3 q' u) c# R+ {3 B/ R, b7 J, q+ t; b) u( B! Z: V
) Q1 L4 @. ^; O/ @
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