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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 . r# b P1 O; n% u4 ~
- X* t# G6 D! e# J
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3 O, [' q4 e0 s, O
5 _3 Y$ D3 P4 i$ ?
(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* n# {, J$ t, v3 h1 B+ K
4 W7 i) ^$ l4 T7 E
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 [' |) S6 v x/ p h
% b$ [0 \9 _) A/ ?% |3 c! ^就算打赌,也要精“打”细算。9 V; F0 ^" F' a% W
- i6 ]! M6 S, y1 T! s& M
完美的DB
' U1 r) O$ }7 x2 q
8 v( p7 v. d5 t) Q. z- Z
! O; {6 U" Q( k; I: P- j" TNBA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。
- i; ?/ \% r4 k( v8 x$ B C9 t5 M9 L: b0 J5 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
! w( W: ]7 s, e. L: ~8 W; ^: w, S' _3 j2 J9 F5 t- 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
J8 r, v+ }1 p' w. `& r5 ~- J8 f$ R
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!
! l7 e9 C. ~" |2 a+ ]; Z8 S2 m$ T5 W5 N; R
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,
; o) _- \4 q% `' ?, W8 Q9 m [6 d8 z) F8 a
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
3 J, K6 _4 }5 E) ?
. \! ]( b8 J- k, j" v正,就会跟我们打赌:: _6 d8 v7 O o2 E; p% I
, X9 w+ L% e9 {
p * x - ( 1-p ) * y > 0. r, _% `. v1 N. M+ ~3 @
q * x - ( 1-q ) * y > 0
: Z9 f% ^, V; K. ]2 g, B. R1 U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8 {0 E7 h# ?6 j; V! r: n
0 K k: k/ j# x- B9 p2 z
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:+ A) u) J; `/ e- ?7 W$ n9 M
1 W; T/ ^' p$ F! M3 r D
6 y( E0 Y" l7 ~) {6 }3 J. D) |" Z7 p1 T# J, Y
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
9 E2 F. c3 ]. d; t3 b
/ e0 n$ A, B* g$ m9 ~9 J, L; t# L“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: r# Q' @( D8 t# M
- e9 Z# K& m' r( [) t, S1 t; L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?& P+ G) O, m# }6 s
B. X, H: T v; f$ J r" A
! B Z$ S% ^2 a& P; a, m! R/ G" \
三张卡片的骗局9 A* F/ O9 h' G. C q* f% ^
/ Z" o' t5 J0 q; Q) h5 j
{7 ?8 J* R! a; A) s4 y! 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
& t/ x. M4 e, A; \. _$ l) i5 w
6 Z: @) {0 B7 R$ M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0 k8 f- l* \. w9 K
# {* {$ g2 ^" v* `( C! z6 C( d9 c; j4 Z, @
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' A( h# u3 Z$ K& {* d
$ W X6 [+ `/ U7 y1 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。) L! ?5 ~. I, k0 H
! [# {$ r8 i; P- r1 ?! g
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4 ^4 X" A$ z: c! [, |1 e+ A7 o
- T0 a7 M; o; f* K/ X
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:* g- r4 t" H7 D! b2 S) ^2 a- b& I5 q
8 C7 X. Q4 o i+ J: V
! z2 M4 `& T' T& c; O+ Q9 e& f* b6 A0 S9 s( [# T
" l1 I2 E" z" t; e3 O0 y& [5 G
# R) {" L1 c" a# ^/ K' X2 F+ ^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
1 P. Y0 y; r( z5 g n" `9 U3 L' t! P: k$ K1 a$ [. Z% \( ?
的情形占了2/3。) {# N; `- V! U9 N6 |
$ a6 s; O3 M$ 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
! z2 S; {2 m [1 N j9 d/ ~; U; t9 P% t& T# L9 A
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$ J: Y$ d8 q$ P9 L5 ~
( ?5 ^6 F& x) |0 c `3 `: |
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)8 R9 m* W) @: u
7 ^6 F4 ^4 D5 T( H称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。. A0 W2 m5 {8 Y3 m8 w
: C3 E, D- R2 i9 m8 \
如此不平凡的黑桃A
. f( {5 a+ e( H+ d8 p
1 p# t8 K7 ?& ^( s2 z! B$ |& `- [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 C* O. b' ~( e' d3 o/ {4 @4 J0 q( T t
9 [, U3 {5 r( ]( P& V2 N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) k e1 z2 Z+ \9 O
0 X, l. |! {8 X- _. ]8 i
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,! o- R! h1 s/ ?& X5 V# s
6 L+ ^; |5 J( T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
* w. s' B! w& x9 {" X
3 }8 w+ B- N& B还有没有更多的A?”* N9 h" {0 [ u
0 j# v a% s4 @) 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
: s3 J& \0 G0 y6 ~& T1 U# ?; g
! y/ [5 y" O5 o. S不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
# N. U( o+ K$ b
5 n& K3 W) W# Q+ o1 t/ D3 Y7 s, Y, B没有A的情形:C(48,13)
9 R; @4 R8 |' B' E3 |+ O
; D1 @& t4 i: l& G9 h# t5 r8 a至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
0 H }3 Y" v1 r; s: y" g: C5 Z/ h1 p$ D" B; O- C% b
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)$ h- U% \9 Q) C+ x o# G0 g
1 n @, l% m- q* l! l( ]
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
6 X& F( ?8 R8 K3 C1 s
8 J( Y! h, |% ~3 }$ H" @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:
1 B9 B) O) H: x9 K
$ e4 m, n% ^1 _3 U8 Y2 iP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/0 @% h7 D- M9 ?" C- L8 Y1 j
(C(52,13)-C(48,13))≈37%
! D0 w3 V, U5 \: s- J; ]( d2 _6 h W1 M7 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
0 e1 ]7 y; H: Z& @4 J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,
, E+ c R; ?) l( S& K& x' {6 k) u4 H( J$ V) e- A
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:
7 A, r: D- e' p& c
) L( V4 O" L8 {- d, j8 m, K- D: A有黑桃A的情形:C(51,12)
/ t0 j* `& S( {. G* c7 W% B1 ^3 P! L8 k3 i/ B, ~
没有其它A的情形:C(48,12) x& ], i5 n% B% g) r% I
- n' K6 R" p# p1 C& S还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)2 @( W$ D/ n1 E) i
& o: a- q+ y: l3 r- j! j
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
) ^! M3 x9 O8 a( e+ s# F* j
' E+ z8 m# x; A$ RP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。: s3 {. X. ~$ B: y! h
/ x4 r/ I/ Z1 `5 H, P1 Y& |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 L+ G8 |& }+ C7 f& v& J
" j2 l, O- @! N' B8 C4 j- C, 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' u# C* i" f- u' _2 `
+ q/ ^% ^ B$ R
你是传说中的死理性派!+ G: `5 P4 d# e: J3 g& j: B" J! h
5 r! q$ `6 a L# r- J
; u: j- H; h2 j' L9 x
. y0 C2 s" Y, f* _! P4 t, l& k; W' E! |6 Y* D# B7 J
. v0 G6 c1 `+ A8 z' g, q1 S' n. `( a1 ?( j J/ s: r
0 |! t8 G. `, H; \# g, D) [ |
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