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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 , }( S! |; u! {9 T9 l/ o
- \$ n5 U. \: g7 f$ 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2 Y& H# P# T ~) f
9 d3 J; X% ]0 }6 o: B* U(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
6 t4 C6 }0 X% U5 T
6 h) z' t7 }% |: ^3 {8 B$ Y& i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,
( M) p( ~1 C2 y5 m1 V& C w: e
, _4 D4 ]1 K ~9 Z4 p& Z5 [就算打赌,也要精“打”细算。& G d( K# Z* |$ s+ @* E7 h
' k6 S# a) [: p9 c' ?5 G
完美的DB" a8 B/ {2 f" o: j/ n' i t# K( S
+ P; T% q0 f) k0 Z' H
) {4 K8 O6 X a& d! UNBA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。- L( V2 R h7 ~$ A, v x
( R: [3 q: p! e0 {, e3 Y$ Y/ {9 p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
4 ]+ S1 t* g2 Q2 e6 A. |: [) u! U+ K* k9 p5 l1 D/ [5 ^6 I
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 p5 q! Z' S8 s/ o# F P
, w/ ], C& H1 }
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!$ X% ?% @" ^$ k) D
7 H G! r' d$ A# M: L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,4 m, q: C/ w# J, @
3 E& I' \- o8 C* S2 d0 y
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
6 E n' J4 h. f( V0 d* ]3 b
! N, n0 [4 v2 @ q2 l正,就会跟我们打赌:
1 b5 D- E0 g; b4 U) A2 |$ X( `$ _- Z# K
p * x - ( 1-p ) * y > 0
& o7 [! d4 E, h8 h: J! y) Jq * x - ( 1-q ) * y > 0! ] r' v3 ~5 u9 C% ~ Q3 s( ~
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
6 _7 J3 g3 K k8 y; |3 K
# \8 a# }! h! h9 x( [, h, w# S是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:. g6 C: u: o! a/ @6 G
! h- ^1 _; H; q/ P5 _( t
6 N( }4 a7 b' l w+ D! a
# ? U+ G4 K1 o) r
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; i: g v: d* j: F0 u; ^5 g
" M- n- O/ D! n% W5 [9 p“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
! Z; q+ [! ~% c: x$ d" ^$ P* X) W* _7 |8 `+ S) t$ D6 G5 t
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?
* y# U& i2 ~$ K( b/ V# L- s. d) U3 q
- J! a* }" F5 n9 g; M; _$ }7 B三张卡片的骗局1 v$ B3 f' B3 z0 i, H
! w; ~8 J, D c7 A @; Z' H* @) }: h. W, v; V! B9 i/ l
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
2 A$ R; U8 w! J: g: E7 A$ d1 b4 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2 X1 E% E; M, l; m1 k; d* ]3 R" C
8 a1 ~2 x m- E/ m5 E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
* [& Z$ i" {- ^% B$ i$ W. h
: i) k, h4 S- F, c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。8 e6 C3 d4 K! e3 o% d
$ u2 B; P& u, l1 v5 l
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& F, }5 ?4 `9 V ~8 ^; f
0 b# N- ~" D0 J: ^ |
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:) ?0 K! j" i6 L" l4 f8 I7 ]+ _$ ]
; I0 p3 [/ a# I& v G3 F( f
; H" K5 }" r$ Q G3 F, ?; d( q
( S- ?" R: \7 @- T9 y. T7 O
7 o* R2 ]3 w _5 [
" w' P/ W" p' |1 w9 H4 l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. U$ b. f! ?8 x8 Q+ }! L
& O3 p/ M K1 [- F. p6 ~. V2 X0 J
的情形占了2/3。# w/ D4 I" U$ E( U
* A: ?# x4 e7 n2 N3 f
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$ m) f! ]3 j1 K9 Q; f9 |
; J1 Y6 Z A8 ]7 G4 l1 G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
3 D# g- h* b K$ S0 C
) Z4 a6 K7 e6 Q6 @! r M3 ?0 [4 z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)3 Y n9 Z# Q5 }- d7 Y Y, S3 z
2 p: |8 v: @6 t. S; R5 ~
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。) E" q. B7 G6 }3 e/ q' P; F
. }7 W i9 Z$ v8 e! w. D如此不平凡的黑桃A, p, P& ~# l2 g' g N1 {
1 t& o1 o ^( { j6 H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6 t5 R( o. ~3 ?: T* [( `
8 p c4 E: H: S) H1 w2 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 y$ ?) q. m; `1 k: Q6 B4 Z
) h4 }1 H3 `& S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,
3 F+ M6 X4 t" e4 |; l5 S# z& R
; r" I' l0 @, z# E8 R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" q+ }+ M6 N+ {$ j+ j, Z `
5 T S1 J- e) Z$ W1 ~0 f7 B i+ {还有没有更多的A?”9 O3 _; M1 p& X8 U! V, k
, W7 F, o/ [- Y2 L/ R1 W! u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
- X9 E- L+ _, w6 b |7 Y6 _2 F. T. I. p% ?
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
. W. i- ^8 \4 \1 Z1 o
6 [% e0 P& K: U1 g4 e没有A的情形:C(48,13)1 a9 c, R& o8 G' n7 ^
; v. M+ O+ \, C4 \* ]3 ^至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
9 d$ H% c+ E$ N3 I9 ~% P* d
, D2 A/ ^7 S3 t m+ p- g恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
- k8 D" B# t& J4 j$ o1 k) o
* p+ C# ~/ O/ k) n. i! h4 u至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
# S9 b& s2 I/ `& b" m3 k
$ m% a: r' i: 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:' X/ o! n9 d$ w8 x8 S5 h+ m5 I: h
' Q+ t& }* L& r Q% y5 x ^# W5 gP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
! M8 G; p4 @3 d4 S% b2 i' f4 t(C(52,13)-C(48,13))≈37%. l1 A. f$ a- A1 [3 ~- {. Z
. y9 b$ j, B, m& C0 Q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
( A9 L) H; O3 y; [' T. d. 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,$ Q W; ?) ^" B# Y: R: v
- k. z. ~. B5 {8 G' [
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:
* t$ H! r- P5 y8 P* W
) w4 O; i0 ~* n; Q. s有黑桃A的情形:C(51,12)
/ d% X( K: u- R2 s- i6 } r* e; u" U+ J
没有其它A的情形:C(48,12)( m' e7 {# w4 | P' s
2 G: P$ E/ C& a还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)2 a" r" U( S4 w: A2 k1 Y6 S7 K
& A" Y1 Z/ l* | h C% [% A事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
6 }# l) u0 p- n* ~
: t! a2 F/ M q4 Z: `. F- X5 @, Z9 dP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。. m( w. R& p5 c, b0 Q# S
! ]( b! t6 x% h5 _0 u) C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
. d* r; N! j$ D9 n+ T/ P7 i) v; G$ g9 U
) o9 U) Q' K/ a: g# R/ e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
3 @5 X+ B$ O( G* o& c) N6 V
7 s) o3 \0 |$ _' e/ B" B你是传说中的死理性派!/ Q5 s6 L4 j& C0 [3 V% ^4 p# m
+ [. i& S( M. {
& ?! z7 W9 _$ ^( m/ Z( ?" i
. w* Q9 |1 o, \1 Q& \- Z
/ Z( T r+ j! D
" s* o0 `" e2 c+ u1 z& x* i W" {1 x
+ G- b( U( d; E: d8 E2 ^8 K. ?% }
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