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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 b+ @* G% W# P
0 I, E- h8 q0 k3 b- h, ?1 A# 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
7 }5 M+ o( Y/ M+ W" @; L& g% }# g4 m+ G% \: d
(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
' ^ O" ?2 P) f5 W2 e/ q
- Q: G" L9 ], N k6 z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 o: B0 L* Z$ C! A3 h, }+ j% B' `' d- u; a
就算打赌,也要精“打”细算。
) L- E, M m/ D4 g3 M
" E$ J2 {& k" ?完美的DB: X. w7 D$ D: o. _- E! A
/ p- D0 c$ [2 v4 Y) r! p# |( D/ f* N# e
1 ]7 Q" Z/ H/ p+ h- S
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 ~# ]9 A0 p k7 I/ O
) r @: J5 S2 {1 L. u c( f; V/ b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
: x% i$ L) D; a \+ z& Q! w2 D' ]8 y: T) _& I. v8 b8 `
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
6 Z+ n/ l; |+ m5 J. v+ o' d" e, A8 Q$ ?
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!# h/ c$ Y1 j0 H9 q; B
4 H" H& \. y8 V$ b0 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,+ ^; W4 ^# g# T" |! L
' r& `) s5 _- B3 | E8 G* [2 `
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
8 a. M% z( L* M" Y5 O3 Z( `: v) I' }5 T: r1 }1 C
正,就会跟我们打赌:
! M6 q9 I) l. q: D; M K3 f! _6 L9 r6 f4 |8 n
p * x - ( 1-p ) * y > 0, j9 T V, r$ O8 m" n5 j
q * x - ( 1-q ) * y > 0
8 }3 L+ m5 O2 ]/ t( q$ I: C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
0 A3 x0 g/ n. Y- K7 b/ w, k, F7 c
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:5 z$ c. L) w* M$ R4 j1 b' X I
$ z3 r6 b2 o9 |* j" I
1 N9 s: ~( x* h8 J* F+ p
1 D# i/ f6 d( k( a4 n% x: {9 ~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3 e! D6 ?, t6 @* Z" q
o, x- L0 J4 L, S. }
“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
' ~: T: @5 k c( }0 R8 y8 g/ U0 U, O0 U: A; ~$ l0 x- Y
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 `2 H2 d/ d+ a4 b5 ]
- D7 ^0 a7 p- B8 m. ~/ p" B) ~4 U) w& O( o( w" o0 Y$ i! t
三张卡片的骗局
; I( x' \0 P5 |5 x0 ~1 U' Q* ]3 m, ~' Y3 Z; L
) [2 ~& ^: R' t5 @! d$ r
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 R/ S. q# d5 \" o4 _: g7 l
" d% A& L9 v4 [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$ d5 V5 X5 `- r, L( ^
& W* a% M1 C9 ~5 C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
6 a% w$ {, e( F' n
% F2 G( d% J; S8 @0 q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。
( j0 `5 p& A( \
+ o7 k6 u8 S W, \4 A7 ?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
: R5 j+ F0 a0 d( z
2 B+ {/ Z* `, Q. T9 ^3 l1 L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:
3 l O; z! g0 G% V1 _; g' n+ u! Z3 V) f' N
' _8 Z" P5 g6 |# F+ u
2 H! b# W! `3 w3 U% @5 k1 q$ i
! t( g3 P1 P, X3 U- G9 S
/ R) f- S' j( z Z6 [: d& f" U1 x
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- Z; A6 p0 }; d: b+ [% }5 ]
$ T/ k3 Z- @# y" K0 s1 r9 U
的情形占了2/3。7 R+ k c! u, F8 I9 h8 V
/ |% _! P' w5 }7 ]
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+ x" `! q3 R+ ~8 |
7 V) a7 }0 d6 A* Q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6 V" a, o& [1 G; J
( [9 }2 s* \1 M 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)
/ A3 C: D. J9 E* i; O( j
6 g. f: f0 Q: @4 b7 I/ U* v- T. D称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。& z, B- n: r' Y/ W" K1 u- N
& T3 u' b3 {4 `( ~" [如此不平凡的黑桃A6 y. R" C4 H; j
' g7 g) B) T* e% ~6 { }
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
' D3 @! l( N- r: O4 M0 E4 }: z
, B/ \. m) v m( 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% T2 }; `8 L* N. b& j9 O0 j
' K8 B- m9 B; R1 k# g3 |9 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,
B) r9 Y6 _% I# ?' F5 c1 |; c- E: X4 `, y2 J, K
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
2 W, ]" |. ~& m' K0 R
& o) O. r+ W* G; _还有没有更多的A?”9 a% Y. L9 z$ n% z0 b
, o+ L3 C: d8 C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
5 g8 J! V" o" Y) g! ?$ S$ f& a4 h* n' p* ~5 c- N6 m1 p
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:+ e; _* M5 `! ]0 I0 B
, Y9 [) f3 N: O9 M
没有A的情形:C(48,13)
4 p& @, b4 v% |
# q5 c8 `: I/ Q2 F至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
) o0 ^5 j5 Y9 _! c0 J" X" u- a6 ?
7 q" | }+ |1 _7 S$ p% |8 V恰好有1张A的情形:4*C(48,12)# b- p$ U$ ^3 \
* O$ n; N4 y( u8 L
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)5 G! T& r: k; j9 l4 q
& R; k+ E) l# z+ b/ p" Y/ W
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:$ P1 g8 w5 y% V& K6 K' d' j. e
2 e* L9 v! g$ H' O
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
7 A5 s% {+ I! n1 W1 s(C(52,13)-C(48,13))≈37%
% z& O1 @ b9 ~3 y: h8 ]
7 V/ Q& q/ d0 @1 l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
8 U' I2 l6 q* T) V1 Y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; j; k- i/ C1 g; X
7 O: L' }2 d' r; j
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:
6 |7 z3 p8 B. _4 D* x; c' X9 z* v$ M, h# ^/ L) m3 u% K
有黑桃A的情形:C(51,12)
# {7 D+ s! X% q' k# X3 J5 F- [( b6 r( t2 h+ m7 `# V
没有其它A的情形:C(48,12)$ m# j' o( q& }2 Z& I
0 P2 @' {* p: C, l1 y( J& G
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)$ U" N9 ~9 w& B5 b& e- v
4 A4 l. N* Q2 W A
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:+ Q5 |/ l& o0 C3 D+ k
( F% c" z6 h a# k$ E% c9 f6 MP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
( V7 @; _, J, [- F6 R
, }( L+ q+ {/ D( {+ R0 t) ~; p% R& A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; f2 Y5 `2 g/ M' ^
2 K- h) O1 B+ F& z9 t; D
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
/ \9 ?9 X/ U+ q9 `. i* i. T1 O: l S6 M/ U1 D0 x2 m* E2 A, ?2 A& \' l: C
你是传说中的死理性派!
5 f1 g% v) U# \+ O6 Z& s' `: l7 y8 z6 d# c" g
3 M8 C& {5 w1 X% W2 q4 P. d6 B7 {
" J7 Y7 X% G+ i$ X- P s& o# Z1 }" X8 \
5 ~) h! u1 I8 h- R4 O8 ^& P# o
8 [3 Y9 S5 p1 X, ?# ]) N
2 D* w E" |; U0 N0 C |
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