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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 + F& X9 p8 l! T4 l& E/ z
" Y9 k) l% e A5 s# i# F 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
$ ?8 v" X; \& G l, K- z6 H$ c! x+ k; `5 Z& M: e' z* ^2 Q
(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
?; v G: }# {7 H% q/ k8 x
{5 U, [# [* u7 Y, y5 f- P2 d; M- n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,
, z! h+ d" p4 p; ]
( I) K5 p8 b m$ ^8 E就算打赌,也要精“打”细算。
' j' h" `3 J) {7 h) X! t5 F% Z+ p& I4 L* J+ x
完美的DB3 A9 L" d* b' h: \1 N6 i
' }; J( x! d0 ~8 T/ S, C* B& K
3 A& `2 D+ E$ @# ]* ?0 Z+ R) GNBA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。3 n) e$ h5 z: @; |0 V3 L# l
" w3 V) [. q; b& w+ G5 R' ^1 i+ j. `
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
( E' @3 v) C* q) N6 P! f+ Z6 H/ i4 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
3 J/ C' L/ K3 [: T. n' Q! a+ P8 t* Y1 Z- }/ 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!$ Y7 D* ~; O" v$ @$ S( Z
7 E; F0 c6 o8 A$ a1 Y
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,) W# a, s: V! L5 M% X
1 Y1 l' F; f! C' F ~9 J
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$ l' l& V4 i0 J5 m) j+ B8 r7 F
6 Q$ f3 s2 {, {- V" b
正,就会跟我们打赌:
2 _1 m' K8 J- F4 F1 K* d _ o; Q3 W$ U k! m3 ^4 G, T0 s
p * x - ( 1-p ) * y > 0
1 j. k, l0 H8 z, e# q( Mq * x - ( 1-q ) * y > 0) L3 |+ b2 ~2 L* F, M* ?# K; u% b
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+ ?2 C* q2 z+ q7 X! Z/ R
& C8 z8 V2 s& g4 v5 t x是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
( s1 x9 m: O& n: a$ V7 U- K, D
' P8 ^+ A* X- n, I, P7 Y5 @! t' R; u
' W- v- l- n: J7 m4 i8 s- ?. H5 f; D9 f8 g$ ]; A
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8 B- A+ U/ S" Z% [4 K) n
( z6 ]1 h2 X3 O* c; \: v
“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) |! o# q2 t; J
$ ^; O9 g! d* d# p1 @! 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?! ?$ z' B7 K4 x% ^/ L+ @
. G) F5 X& R* ~! o# S l$ X+ C% Q; [3 w. A9 H, j
三张卡片的骗局
9 |* `" _0 j0 ]& Z h4 \6 ?# f2 Y% a/ D1 \8 n
: V" t5 c9 x7 K5 ^# z2 p+ @
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. ~, b3 _1 v" v2 L3 a% |) e6 V8 q
8 F O# y8 a, U% M" b$ z( 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+ o( j: p6 C8 f* ^
7 k2 ~) R; S: e0 b0 l& O1 ~- s% y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
0 X: b! Y$ W4 D% Q$ W' Y4 ?3 Z+ y1 F- ]7 C' x6 ]6 X M n
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。
2 U! l* o/ |" m [, |
7 I# E+ d0 l$ [ G# T* }4 y1 Q4 r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% b4 x$ e" u: w: j/ c" P( _* Y
7 c& q ]9 L, I! u$ E9 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:
$ U- K; z- h9 x2 U
2 y8 D; O$ V; c O$ m( O
- U& ~8 `) R. O' {2 g+ n6 [) T9 u3 i' }. c: X2 `8 P
. c: L7 U6 h; v6 x* Y
& j( Y: y6 Q8 ?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; S1 ^- K ~5 v/ B) ~
+ w! c+ H& W( q! b的情形占了2/3。1 Q0 h- s* y6 G2 V
" W) A0 n% r4 ]+ E+ S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
2 I w- y- J) ]- n4 i9 W/ r5 G7 o2 t& |
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
) O9 P; Z/ v2 A1 H$ G3 b2 }3 T; J r* O$ R. [
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)7 P1 B/ U( N% y* w. B6 Y
$ B7 @3 Q0 X) E
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。. X6 Z4 n) @( Q; P7 R
) S, C1 s, O# h: ?. p如此不平凡的黑桃A
: `% x2 p. o4 S- L. i! A
4 P. ^5 x: s. T; N, ~$ t, N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
5 G& U6 S1 W. U% ^! v% Y" \. i% X% |0 r7 h# V% d/ |- j7 l |
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
+ Q) W/ i0 a- p2 r) g& [
2 U5 X$ e/ o* R) ?- \' C- n9 V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,0 Y2 _# ?) [3 D- y6 {9 f
3 U4 }1 O9 b$ I+ G8 T. t$ e# ?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
. u/ `) E2 f1 s/ V& T7 D4 U$ b( N5 Z9 f, o5 }
还有没有更多的A?”8 d1 D# o- r- _; j; h
* m7 L: p0 ?" V% b5 H- y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& \' _" _1 T) U4 i/ D9 m0 K" B |7 q
0 J, ]4 K3 ~# d
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
$ W0 E3 @. [/ I' F$ ~. A$ R% U
. j) z4 K, J& B' K没有A的情形:C(48,13)
5 k$ S2 E- x% m4 V: ?8 R* T4 J& Y5 _; J; H$ p, }# @# u! u: V
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
& e Y, s8 y4 y& U4 t
# M9 V5 L' ~& a8 A' S0 @% `) Z: V. h恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
\' ?( l. E$ j' X" _- m7 ]% m" l/ X6 G3 ]( {: Q, q
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
0 d& p" H. M. R9 m3 o3 h' P
( U; t9 o7 }- k: ^; [1 t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:% G4 @1 d7 o1 i) K2 o
1 ^/ J2 ?+ w3 r6 r5 n6 U) U2 P
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
5 ^$ \9 ? `; \' J3 Z(C(52,13)-C(48,13))≈37%
/ s" J6 R+ Q) {; x. g+ n1 {% V
, k. c4 R, U! H: N) N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& O: z: E. k( ?( Z. n4 k0 i" {5 i4 g
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,
. G' f6 ~ L- s2 S1 {! ^) ~ P
$ W. `% \! n& M _% }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:
* l1 W, s& b& q8 O# b* u0 L
& X2 d0 I3 p4 F+ @有黑桃A的情形:C(51,12), v% K" m3 `. M @4 Y) _$ p6 t
( g* U1 @' o3 M5 e: S, e没有其它A的情形:C(48,12)
4 |4 O$ o1 ^3 N2 ~" g. J _1 ~- k& d5 F- X" C
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)5 e1 j' ^5 B6 O
/ o0 j9 }$ W8 d& n/ U' u! l7 O
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
- S& ?7 z8 V* c
0 f# T2 m. \+ \* X! U0 _P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。% N+ M7 J3 ^8 ^/ y
. `) ~# Q' a* q* W @* M; p( 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
5 k$ |6 ~) T* E3 b9 E! q
2 W' _8 g7 ]; N, I6 z; g2 E, 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5 L8 ^/ j7 u3 O5 D; k; F
/ Z) h: G6 a N+ q! t6 b你是传说中的死理性派!: c# U8 ~; q3 k$ L5 f) L G% T
& T( L6 A: o) E* s% F) b- K4 E, |& ~. a4 ^0 |9 F3 h
! V# a' p4 v! e- d" r/ P$ }$ \- k, z8 S0 R! A8 {7 F
! @8 L# L0 b% ]- R7 T* Z( [0 {. ~
- C7 q/ d% E$ Z: k6 N
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