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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
' t8 V I# L! j7 b5 {( O5 ?& r# \* t7 v" O' h
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 }' k7 L1 Q3 e6 U% {# ?6 W; K3 k
7 D5 J; Q+ N8 K2 M
(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/ Q( N1 V+ u/ X( N8 w- k$ B" a$ q. H: Z P) s* K; t; C% e9 h
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,* N6 |$ `" _3 _6 v% \% c
( L1 `. V' p/ D+ B! h" q就算打赌,也要精“打”细算。
) t( s5 y. \! @ c: D: H6 v
6 z6 Y4 f; V' }5 A* Z( k/ ], Q完美的DB
2 o& V5 Y7 I9 }0 ]$ m v# G1 \6 B8 ^- h! J R
E" p T; {7 t6 E! \4 `1 x" h
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。" i4 y( a; M W+ C
2 Y* J, a4 q2 k3 U
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
& k2 f0 \) f2 c8 G- G+ ~
8 D9 V$ Z$ `5 `1 g# O6 [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
; v) }& t3 A D' Q: a# w( \) L3 d
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!5 Y, N& O8 i/ D$ G
8 n% g+ Q' Z7 c: Y3 b$ [. m
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,$ b2 `) U& X1 j. g5 N) B2 Y& a
3 N- [" ?" p9 c6 `! w$ }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0 x4 F* t9 j9 v- i
7 W" {, }3 f- ]/ v6 q6 [, T正,就会跟我们打赌:& }7 w. g: P3 i' X) Z4 m) J* T) X
, \0 @7 z) L/ m$ ?) i9 m
p * x - ( 1-p ) * y > 0
, u- h3 R6 G) fq * x - ( 1-q ) * y > 0
/ _! `- F9 H5 J2 g0 ]7 o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 e) T( ^; l) C3 ~8 r7 s; |0 p; Z- y- y# y- M
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:* g. Y4 u4 D4 J1 Z, {
: U2 m; Y5 h9 R: o7 j2 m, h$ K: T& W& m5 {
4 m: X+ g$ f6 B" [* l, e: W, }+ Z0 i
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 F" Z" k( x6 P$ ^
8 R! w. X5 [- B1 K! e4 b4 u
“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, G" P& p: E$ R+ a* s
w1 J/ S D0 G8 P5 B
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?! l3 S& g- ?! y6 ]& ~+ O; f& G
: G7 v7 {: O8 Y o
1 g* C( A1 j: a% r1 M' D三张卡片的骗局& U: m2 T) u; H( _' C
: L& L( c2 I/ S$ x+ T: [
, }- w. x) \3 ^! `1 Y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1 C$ F" y7 f G3 p. [$ o
" p4 _ D$ g6 k/ L; k: D
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/ g4 N$ R2 [- ^
2 {# t# a2 l, N) a* d( i- s1 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9 _6 G/ n6 n* V5 z4 [; P) y
7 [* P( \# P) m* N" E( e
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 C- R) n& Y6 i) n% @
* v. Z5 [1 D$ ?9 M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 A9 {4 o3 t( w1 I
/ l& j, Y, N1 b3 T2 b
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:% Q1 \5 S' I8 R
# }& a7 u0 \2 O% a" l
5 r. E- K+ W. T! y/ k7 K
! p- w. q1 ^* ~' ?* |
# c- P6 Z7 \6 A5 o/ D
. s0 n1 P2 m% Y" H2 S* e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
|' W. A% [; b! A$ ~, `+ P0 k, V3 Q6 k4 Y. M$ W
的情形占了2/3。/ i' B$ D. n3 [* {5 V- X
* H' |0 ^* N6 J/ j0 v/ D" @
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
+ U- d5 {% ^2 N8 Z7 r* A
. v! [9 C' s+ ^4 P6 v( C5 q" P5 j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
4 N) I- k. ~# [. H \- t7 \3 Y6 v+ G* U
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); U' n& M* Q0 H
6 U: x8 u9 J4 q称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。5 n/ ]* y* e+ a) x
4 \6 V2 Z6 O1 z- l9 _' ^
如此不平凡的黑桃A
7 c0 o3 s; s2 @6 l; _6 y( {. L' g$ f
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+ ^$ o+ }& G* a" x; S
2 E' D& u7 ]; H2 q+ C$ x; j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
8 Y4 h6 j( X. N2 s4 B; U% B6 q5 h! }! H6 h0 `6 F
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,
+ ?$ W: I, k& o, v' C% b: N F' V: }
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 V0 \+ L+ s" R7 H1 n3 c+ c
* K m4 G2 K: K8 z& _# ] \( ]' c$ {* Y还有没有更多的A?”
3 U# T( v% ^2 o2 [3 H8 n I( p
# S7 J% Q9 `# p) ?* D7 v很多人肯定觉得两个赌根本没什么不同的嘛,加了个黑桃并不要紧。可它们间的区别,大到令人4 [3 b: f0 G; S" c( y/ q! s
' P6 m0 s4 N2 W8 r, \- F% q( t不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
1 R' B+ L* F% c5 r9 i) g6 M, i( ^5 O5 o4 i& k8 O7 _
没有A的情形:C(48,13)
6 N- n, o/ i* _
8 K7 n& F2 X' ]至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
( U. |: j, D, T" X/ \0 n7 z0 w: h" e
恰好有1张A的情形:4*C(48,12); @$ h, _2 m9 p' J, k, i% N+ U" C
7 N) _* x6 Y3 @& r( H, l
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12): \) m/ s# ~7 Z3 F+ U8 j0 I0 }, |
- f8 x& O g( r9 r$ o% y3 v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:3 i) P8 R2 A/ y# t; |/ \7 q% K& l
, B1 `& | P9 dP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/: |; S. a* L+ _5 ]3 w7 ?) `# B- @
(C(52,13)-C(48,13))≈37%
# S* G- N p' s. F! ~5 e( z9 r U: c% ~+ s; M& ?
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( e5 K- Z4 A* G5 |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,3 n* j7 H1 `+ h' @: t8 Q
4 a7 ~. N. T5 M. F) }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:# {) x% _0 g0 }2 `0 I
' n* ^& L# J/ C* f有黑桃A的情形:C(51,12)# w9 Z' [. m U$ P0 X
( ~$ e& v0 v, `! U8 R没有其它A的情形:C(48,12)6 H5 b8 X1 O# G- F
7 o6 f' @3 `8 }9 w7 D& i6 G
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
* r2 Z$ m% G8 N6 f# O% J4 l
, j: d$ \+ V3 J, Y6 ^2 Q事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:; Q! v- s' W9 i1 @$ I( k6 Y( v
. v5 }0 V0 c+ i# QP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
5 L9 ?2 t0 N2 T' n& {3 X: C: n
0 b8 n0 i6 n+ D) R* {" |7 m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7 ?7 J' Z& J( w' q3 w; E
- l( s7 b. n- b0 X
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7 ]5 ?$ j+ x; U2 r8 C( o. g' ?
' ]- j; E0 C; }0 j& H你是传说中的死理性派!. g+ F( ^/ A8 C) N
' o& a4 M j0 [7 i: ~* a( g! W* I, |+ s8 X
, v0 L' g5 w$ i T! W7 O o. s% j# d/ L, G; [- K: A
4 d4 G# e% Q; _# n# O" d
2 v7 ^* p. t' x/ c9 Y
- s; r: t/ C& l5 J7 m |
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