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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 % j: @. K' Q* ]! e9 x' ]' N) b, r6 Q+ J$ m
+ z; H% h; V& ~+ n 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
6 |' D/ B' ~7 T! V4 K& l1 n
+ @6 ?1 a1 _& ^! x4 r* N(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
" z; w, Y4 G! e" O+ T6 x! k7 l4 h% z6 ^. [* W5 G* \
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,
s( W4 e* I+ X4 w7 b* X5 l
$ x3 a" X# ?/ H2 Z2 R就算打赌,也要精“打”细算。" W& x+ W8 s0 L: `! P
9 N* M/ a! F! e6 p! i' `. Q完美的DB
# u' _6 {, `: o; M$ f8 d5 i J/ M6 ~- D2 Q" v. ^9 W) W
8 q1 r/ P, a9 O! p Q
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。
9 Z' ?" Y2 }' v+ R& d) S* }1 Y' B5 D, J' N3 ^+ N+ N; N
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# }/ h! n2 M- @- Q- B6 U+ _& E! Z6 }$ G6 ~7 ]5 f
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1 T1 N) w/ X1 s' x5 j6 n
5 I- J2 w9 a+ F% \% a
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!
; V0 h {4 b, C0 O$ a* _! `
1 w4 N5 p8 t0 i1 m- K) G* ^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,: Q. a- R, ^; Y+ N& \* j
5 P. N" Y& s) D7 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
/ K- h- h; w. t- e. A# f- U
% L$ B: m2 N% j: Y0 [1 N$ S, [$ x/ a正,就会跟我们打赌:) b8 U: w! Z' O
$ S- |& u3 g# }) O7 r1 i
p * x - ( 1-p ) * y > 0
3 J4 _- Z: W0 w" i; }2 x9 d7 Kq * x - ( 1-q ) * y > 0& y0 R" A2 o, T
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) }- ?! P! u i- A
5 b+ |, |3 N$ e: ?. F+ G- {
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
2 G4 `( v) W- w" n/ |
1 u3 O3 p9 f" V; h6 M) }/ {; g* e% v: r! C0 S5 h3 C
/ S7 P6 e4 Y; |/ P1 U( P; ?
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 `' o/ R" {* w# j$ ~% K4 r9 P* L2 c1 X4 i; ?" N: O S' `: O& X
“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/ x i. a W w! n9 C1 T
$ x& M9 W% J+ |8 P* ?/ d7 ?: }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?
1 I) c. r1 s( O) c9 e0 ?- h" o4 X4 V9 u: k
$ F/ K8 S1 v9 r1 ?
三张卡片的骗局& x5 q" a4 W+ R# S( ~
+ O! g& n, n; \+ ^, P- h T7 E
- D5 s4 P% `: s5 s4 d
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
5 m( v7 G/ x# V' Q! x2 W: ?' A8 G N) T: \5 B
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
% Y; i/ i& g9 U
! `) U' E% s2 a+ ]/ ^% g8 u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 {( j; _1 d, V9 A) h1 p O
# f: d2 c7 @1 P% b8 h
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。
" i1 @2 P1 ]8 x2 N8 O5 M/ L! ~; t8 @# \& w
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
2 V& [$ \- ]/ |$ y& n9 N {
2 t _7 \6 V2 ~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:2 j5 Q X T/ y* B
$ X V; e5 M7 ^; I: M: ?
% n: m% U) D" P& H' X: S% e2 V5 Q2 m; ?4 x, @
$ y. V. S& V. U# r1 @+ q; F+ ^, V6 m( L) h' G
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% b4 [1 t2 P, [# f; T
5 p+ F5 O% w7 v
的情形占了2/3。4 I0 P! c: D6 M! B: ?/ ^% N# v4 e
" I4 \: _4 ]- K* q" M/ y2 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
9 Q7 U9 a* A& Q2 J) b' @; K- B
8 F/ B3 p9 T% a1 p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
0 n2 B' ~, ?* J5 c
7 [2 j% B% H( f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). W5 O! u2 i" ^% j! m8 U
/ w3 o+ C! S0 J6 v1 S
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。! Q. H. m) p$ q1 a6 M5 J3 H
* Q/ x) C# ^9 J$ Q6 B; H% f. B如此不平凡的黑桃A3 ]5 w S. D" {. O; i6 T2 u$ P- Y" x
1 b% y2 y) P% k) s# n' f! H! y2 Z0 D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. l, {+ v2 h$ {' q3 ?8 n9 T2 n9 u0 t
& i# W7 ?$ s `0 V0 k7 d( 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
3 j( B* ?, ]1 [" S+ m; W3 r% C- k7 O& J1 I& z6 E$ x% 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,
* V. g0 K& H! L- |% d4 [( Q' @# W- Z4 U& w
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 B) M4 y1 d* R$ D/ ~1 k" `" O/ m8 f& f/ A8 O/ M9 I9 H- a
还有没有更多的A?”
: L0 f0 A6 }/ g* C% o; Q9 ^4 E0 e
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/ x' N& I: ]* k% m3 l( q
B2 }5 _/ u$ D, X4 z% D
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:0 V% X" |5 _% M+ X& e
- o4 c0 \, F% c! S没有A的情形:C(48,13)
) x( g3 n, I0 |" f! N& X
0 k# ~, l, V6 c x至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)" Q* `; ]- k7 s) G
- `+ ~! ?; d! J: g恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
% f! g) C' X4 S7 s
: X' n6 R: M) ^- k至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
, \8 Q; I0 ~* S3 z0 j: }0 F' @" Q1 _9 y d# g) r7 Z$ H3 r% `
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:' d8 l3 c' I! T2 F
1 D, M- H+ N& F9 m& @P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
: b3 G5 g0 |- s1 b(C(52,13)-C(48,13))≈37%
" z! C" w7 w( \: M' \- P9 _% O1 X. |' a& q5 N0 R' K% h
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. C t' N+ I8 i9 s" O5 d
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,- T( {; ~% N; W! e
8 G) f, r$ z) i, S, f( 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:& {9 }+ r' W! z9 v0 u0 Y9 a
) s# V* G1 |/ y: ~; z& r" a
有黑桃A的情形:C(51,12)
) N9 g3 H. c- {5 k
) o3 m" x1 R+ u5 J" C& y" a+ R没有其它A的情形:C(48,12)
# x) ^$ J5 g- a$ w' a4 M% ?; F/ P% H i9 k
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
: P/ X: F. m1 f, F
3 y/ S8 l; L) b! C) E% j事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
4 Q+ ]! c* Y2 C9 `! X- H& t* p/ ` t+ U+ E
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
" h0 |5 ~4 e+ q, s, L9 m, D+ L% ?" _6 h& @! r% b f
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
/ c8 e" f3 o% B6 m1 C: U2 Q& J9 m: U- ?
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
! ~+ d+ A+ k+ s" i* [1 y% d/ c* D. F5 t3 \
你是传说中的死理性派!, E( O& ~+ E8 a2 E [( }
4 k* l( {) J8 b4 e1 F5 b8 C- ^# g& |4 T/ T6 K
) |! J& O0 l! o! b/ {! Q" y" v2 @, }- f) X
: Y" p4 ]8 N6 n! Z' b
' ^- u* {- d4 Y, G6 O1 `2 v7 d' s
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