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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 % t9 Y) N$ a, G$ m$ p
k" X, m5 q2 K8 k 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
& D% z) t' h& u
) V- u* W$ S% J# K6 ]4 Y/ ~1 k# h) K(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+ n" n1 c( c* ?, @. c. D% K
6 F ^ [- @4 U! Z6 C
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,
6 {: y8 N, K' }3 J
6 q q& g$ n# _: p就算打赌,也要精“打”细算。/ `: A! P+ B5 M% O
( t% o8 y r9 u# n9 e. R完美的DB6 N, n4 ]9 w+ Y7 f3 m
% R. Y( _4 @3 X+ T( {7 X2 C& K+ ?9 k1 l
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。
! d( C% a! R1 B3 {. q8 h0 B1 J4 S0 ~+ W, |$ f$ X" 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5 i1 B; o# m; s0 n. v7 I: e6 g
7 s# N8 U0 M" \% G3 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
, q4 x0 Q; o3 ]# }+ b
% A9 @6 y1 Y) f0 \$ X9 d9 W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!
1 j% U7 R% a* e, }
/ s' d% @' A1 {: }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,- `$ T2 Z; F( \3 d5 M
1 x% o) ?1 L6 E( c6 X
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
$ C" q* P4 j5 l) l. Y: \8 U5 s2 M
9 {) A! K: g( ]% {正,就会跟我们打赌:; n" E3 W' ~" x+ Z( ?
& y( L9 N2 h8 B/ v# gp * x - ( 1-p ) * y > 00 E4 x7 w1 |8 i# v
q * x - ( 1-q ) * y > 06 ~' \% b; h$ l: H/ Q* Q1 x. R4 ^
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4 n- t8 @, I: A2 w D
9 Q7 c' B& h) E# ~7 a7 t( p
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:$ \0 t" c4 t% Y0 r$ [
7 }; `6 D' z3 L6 ]7 e8 y' o6 [7 Z. [5 b" |5 {
3 g8 Y& s! `/ y: ?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
" a/ B+ e( H: @# v
+ o" `" H ~' P5 c“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
- M0 T9 ^* Z, X p2 ~' d; m1 R+ }6 E" t. |% E- P+ ~
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?0 w& x S; V0 ]* A7 W, ?$ M' ?
0 z% c3 r7 A6 ~7 s. C1 p% }3 |2 t; {. d
三张卡片的骗局0 U3 T. t% i" |7 K& i3 x- W
/ u; D; y& B3 B0 B1 Z' i8 k5 A+ G% t d$ L' t n
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: U* v; j2 D9 ~. I( i3 T- w& I
. x! p% J# ~2 A; P# B- [( J, 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2 a7 p4 ~ `4 r1 [
, K7 `6 ]. c; \* e+ Y( X% I
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# e% W9 \# m7 o4 r8 K+ ^
9 ]8 Q& b/ C8 R5 D! D% V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。7 w" {; M3 @9 D1 C4 P
$ |6 \& e4 ^% t' |/ A- X" P8 u
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
7 T, m1 s6 Z- l6 s i( d7 k
8 [# O, T5 b$ ~' U6 k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 [" p2 M W9 g) T* t
* \! w# F, ~5 P. \& t& t( P3 s; u( F1 E+ h6 l
0 c8 V6 P6 g5 G
3 _! A. s$ A8 S5 m
" j6 @& s4 M# h$ z: y" P; r) D
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
: k0 L( s2 \% D5 e; }0 {2 I0 A
3 v8 \9 }1 v9 z" j的情形占了2/3。
+ @; x4 g. V" c0 \) m0 s9 Q u
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+ K9 k6 V3 _0 t7 }/ b8 ?
' `+ U6 H& b! G. B/ y9 ~ s# k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
! C. R2 R- l0 t
1 l- f4 t ~4 H; | N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)
; l6 s* x+ A" ^$ Y9 ?, s4 b; g. e( k; \* j. I$ s4 L. g
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
+ t3 }) h }$ {+ g
4 o0 P. y/ F& [4 B0 z* N/ Y如此不平凡的黑桃A0 o: i0 r1 S) a7 C& m5 _% ^, P
/ c2 v. c& Y& i: ^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 i+ }3 Z% ?+ k' C: `
6 f: l: ?) b) b0 a
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0 n K' M* y. e, C; D7 R# c; l
4 O) o. Q# c+ m5 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,
! J i2 N$ l6 [5 d t/ W
* B, k& D8 c' Z8 ~3 f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
5 |& A/ }. |, V- R
( h. o0 C. k' |# G还有没有更多的A?” M! w, c# N' h" c% q: L
9 b6 k$ V) ]. j+ E+ x% u$ o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
2 D" e1 t7 c8 d4 G o0 M
9 ]; k" W7 ~" e) t8 x不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
1 S4 ~+ I& W: {, D1 o& \& k; e+ y9 \$ P1 b. |8 O4 ^+ R/ x
没有A的情形:C(48,13). }" r& I( V& @: c" O5 U( V
2 B- H) s8 ?1 J/ K- H# \; F8 g
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
* Y Z$ y- D l/ E' ^( p# z0 [) e8 A
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
/ `9 I6 ?7 @4 X" h
0 U% \) o/ y3 p6 A0 Y; L4 C) _+ c至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)9 S7 w5 ?. E' ~% ?8 _6 C
& x. x9 L H% q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:7 h G; q' |) n4 c( D: A8 k, v
* @- K3 Z3 v4 p8 Y: J+ H1 U* SP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/( M# r* E: ~8 {" E
(C(52,13)-C(48,13))≈37%
7 m9 A, t/ s8 q- [( N9 ^6 Z0 n
' v# @. y9 J0 z6 c: 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) w' F) p% a4 C4 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,' I; L Q5 E' j3 T5 U4 f7 t& S
% h0 z* D1 a/ Y. b9 V- {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:7 L! t, G0 [8 o4 L1 J
4 w! r& X' q7 f4 P! r9 J
有黑桃A的情形:C(51,12)
3 i. I/ R2 {5 C t2 N7 B4 f: ]/ \2 Z8 f; N
没有其它A的情形:C(48,12)
O' I+ R) U- `; z5 Z# J
/ E6 A. Y# O6 f ]0 c3 |还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)2 o" S; p$ Z3 M' }* ~' j, ~! g! h% v
3 H& h- L) z% Y" k1 f: C: f
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:. Q9 B# J# ]+ g+ P
& ~9 ]6 H' U% s+ v7 w( _/ P
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
1 f% q, } k% O/ {0 z V- `' l5 m- ~( ?7 z9 Q
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' o: j V1 B3 ?
( q0 w: v! z# X5 \, C! n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! c; b$ S$ X1 K! c3 D6 {
8 }7 C# p" Z! c M+ q' }
你是传说中的死理性派!
! C7 H3 X& C2 q: R* U& h6 I" A
5 l$ B* e- F& A/ B, _* r% a: m, Y+ n8 m3 l+ B0 h
' z6 ^7 ]1 [- K0 s5 L- W w0 X( S
! n' n( P6 ^2 p; _/ L8 J
$ w* S6 @0 C% v% M
: {0 ^6 U$ o9 w. S; Q* t* G/ n
. U: J9 P, q& i3 D |
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