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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 # l9 v2 v! W( l' M; ]" a* s5 o
! ]3 e: |* B$ \3 \* z( Z 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 ]# \; [/ t; t+ X. a; y, j# m; H4 w: \, |/ S8 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0 f/ g( ?2 a6 \2 @* {1 [/ D, m8 Q
. _5 ~' s( ^5 m' Y1 V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,3 c9 `2 S0 R1 ^7 ]% g
! q d/ Q4 T n) L0 v. e8 _
就算打赌,也要精“打”细算。
9 E, p- y% B/ n1 a$ D
5 N7 B0 |1 \$ B5 f$ E/ w4 @+ f完美的DB
i' }" W( Y) R1 V6 s
! |1 Z/ M# m: q8 Z b8 I( g% ]" _1 D
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。; ^: f8 L8 O- g9 ~
( R0 W& u3 a& q6 B- {8 y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 L2 d7 C) q' k5 `4 ]( A
' h+ B* k" b/ ]+ W
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
+ c7 A! @8 l+ ~& Z3 Q( L( H4 B; b1 n }2 O; \4 c
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!& t( e3 |' m' W
$ ]- R$ Z! o$ c* T: C2 ~+ s. E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,
7 }3 p% V2 H, w( `, Z. V% h- f
1 ]1 m i: ^# Z4 P/ f( |3 q( g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
( J1 Q# G, y: P9 i0 {' @
: i' s# P; W( G- a J正,就会跟我们打赌:
' _4 T) Z& |1 y. u3 H8 Z; V
' y, v: T5 z/ l5 X& Zp * x - ( 1-p ) * y > 0) k0 @4 J' H& T* n1 }. T
q * x - ( 1-q ) * y > 0
+ U' N( P0 _0 B0 b f& 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& \9 y$ l! E- b7 Z$ l d( W
7 `0 l9 K R; B
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
8 ?( t# L1 X* H6 Y
% G$ R0 Q5 X u$ V+ u, ~# f
9 L1 {: Z9 D$ u3 j# [
" d1 \5 b: F4 C$ q. J+ l" 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
2 D! w' D' v2 {0 F2 j( X- |5 A% s4 o8 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 i2 t2 \7 V# x2 V1 [& v! n
% J# y; D$ v# A* R) A6 @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?
( N/ B; ]6 S$ S# B# }" f2 z/ c
. _, u% D; M0 v# |. _' v7 B
" k- @7 d% W. D9 U; g2 Q- Z三张卡片的骗局
1 @5 R# J" T7 J; i! O
3 _. I+ h/ Z. X. D$ U* i
4 a- c* R* j, E3 g8 X$ h5 `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 N" y& i3 x9 D! J. j& N2 {- ^+ S# ]3 e
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' x. B/ n: U( {* b! X8 N! U
+ D F% Q9 l' c; q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
$ B: {! k; \9 N D1 c* T
8 h# E% ?- i: }9 Z6 V1 P0 W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。
- _0 ?3 q% R i8 @0 X; s0 i, S& R& p8 W S/ N2 U) g( a
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' s, |. b9 d- p$ [; Q, T( n
& ~, e4 ?; m7 m2 X
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:
7 G; [1 `4 c$ V/ b7 q* V2 n e! [2 o; l( \1 `: [; [
3 [4 B# T8 h9 e" `
' r8 F* D( N! c% [# W/ p# o4 T. t
) K' L2 M* o0 P. r
6 B' N, B+ X" H& ?1 l2 @
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
' P( {4 g* Y& S E3 S6 @! W2 N$ C2 R' y; W2 [
的情形占了2/3。
: r8 m3 D9 ]' ^" ]% Y# i+ r* q' B9 h6 B9 Y8 [, 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& @7 u) P z, p
9 q4 m0 c7 C" W/ i. d- u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
" E' b. ^) {3 i" c
# I4 j$ s5 I) e( g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)
8 p0 |" q: N' y; H1 |5 N- [0 {9 K1 X
: `6 E+ f) N/ p+ E称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
$ Z& E Y, k/ W; u+ U5 ^* B x J! E1 d" Y
如此不平凡的黑桃A0 Z. U7 Z0 P1 N' a! a1 R& L) z, p/ [
% e W) {* G4 V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
! @& `* S6 c2 e' }; L- `9 @0 j- S* b2 N6 g. b
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) b2 N: T. ?, a4 O
2 }! a+ ]+ V k5 u2 s' a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,
- Z. P* R6 @5 G. `+ G! [5 R( N9 n7 e% i9 I$ 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8 s6 B0 i; b, T
6 |) a( |: B% t, g/ a* t1 Y
还有没有更多的A?”2 R, T# I* j& K- P, w! G5 q0 f, r
$ G: O y7 X; j( _, m% j f
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; d% p$ K& O+ \8 y# [
& h) J( T, }" S9 W; K( F1 M0 l不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:% x0 B& |& t9 V$ _8 e+ y. ?: f
" O. @9 O5 n# ?/ ~ s
没有A的情形:C(48,13)( ]2 E6 h. y- p- ~1 }9 d
( S: X8 }5 Y3 I. D
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)% L/ m7 E+ z$ E) H
9 R! e& U% @! ?# P
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
7 k4 o9 L" X+ Z' F! A ?/ T& z1 p8 T# v! q
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12): X0 z# E' ?. c- K6 B3 B/ s
& R) F+ ?8 L8 y' z/ C
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:* X M, }5 G$ S$ g! M
/ A3 t( f$ Z5 d) }0 Z* E7 RP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
# B$ x6 j3 E: U0 g" p) R(C(52,13)-C(48,13))≈37%
: [, F4 B0 N: q# k% D& i
0 K5 K8 P+ N8 z/ x' h8 A1 R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; P! E1 n, A( p& G0 ]# I# o
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,
7 ]- w2 `4 x% P& D4 J( t6 P: U6 ]" x [( n6 Y
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:
1 {* h/ L7 R& E# m1 q" P
" m* w) m3 Y8 u有黑桃A的情形:C(51,12)+ T' i% `5 J8 [9 L; r' B* |
( O% F2 r$ ]6 T
没有其它A的情形:C(48,12)
7 B: e. a7 D$ b' D- w: U
& V8 h/ m6 V; \' P& G还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
; n3 {7 p& F- b* N9 S4 y- Q& e. `5 a f( k k7 R! J4 q
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:4 m& }! p; r3 C5 u
: z2 o7 X) z5 K! z3 LP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。' M# C* V/ i- |' h& D: J
4 W( W, u1 N4 A4 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
; V( S: v0 O4 W
: P& q- U( j& u* 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$ K- u- _4 y/ }- ?/ B
! u5 [2 j/ Z' N, \
你是传说中的死理性派!' p- q2 {' {% d0 b1 |, H
. p, j/ {! [! I6 u+ _8 L
, n; A! g! C( B1 a- e1 m4 y/ i2 V3 b
$ h! J7 @% F6 K$ d7 ]' \
0 C/ u0 j4 x4 p! X f' z
- V) d0 y# L$ T
% }# P, W9 t) {' `2 N3 C1 g; s* B
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