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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 " U2 }2 K8 _* h. r7 Q2 {( \/ \% X
/ V+ h4 i8 C4 q6 L. y0 x; [" d
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
+ I) j6 h" F: n& F2 y2 F" o& j
6 i6 v5 B# Y2 p. B# _) v% S(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
' q. a- f) C# B r' Q1 K
1 x' R& [- I4 o$ j* D, b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,
/ h5 o3 \ |! ^$ C* m# Q* r1 q4 N5 l# e
就算打赌,也要精“打”细算。
8 O; q" [) q" g2 a. f+ D4 O% y2 r0 {2 t
完美的DB6 X. E# H5 d' c# E* U- i0 J
8 T- v/ r8 p0 {, A P
. ]( W H( y" F6 K; c! ~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。' ?' z$ N- |5 S' \1 F! g G* [
4 ^2 G6 Y0 V; f( y5 y% G% Z8 M/ |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
2 _# P9 a$ e e+ t: } `! u' x7 d2 i7 N; [+ Q: D5 |; y
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: ~& T4 @2 J0 b$ V
# D1 F/ [/ M7 q2 \1 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!( T# g6 a$ q9 i% w& {) g
- d6 x" x0 O: }1 ?1 ]" O$ [. `# P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,
3 L7 p- w" {& w$ {- U. T; H6 `9 j; m6 _! P
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( ]/ a3 H U& R" F7 V
# r! M; n3 I; J$ o
正,就会跟我们打赌:7 _ |. j: M* o% s/ g/ V
8 l U" [" V0 }: y( S6 z
p * x - ( 1-p ) * y > 0
% {' I- v+ U& g5 m( P" j* P" Bq * x - ( 1-q ) * y > 0
9 O8 X+ x( A. U2 Y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- w3 S8 I! F" }4 Z: V& X2 Z" U
% I# C: y' Z2 d7 [- r# B
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
6 z6 ^" }! R( u' D- b1 y0 i. q7 c( I- B
& E1 p6 r6 ~; b' e
/ j3 e' Z* U5 {! V0 d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 }, l: ]2 U; P* @8 `
5 n M: W; G1 X, y$ Z( y$ }
“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' M9 s+ l4 c0 y8 I3 X
0 R$ S0 S% u; M8 d( r5 |7 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?
4 j0 R2 q2 R4 G
9 u$ ^ a6 ?' z) @0 s8 ]/ z8 H8 y& d# p
三张卡片的骗局' m# P' G3 J/ B) h
& f/ E* j! C6 s* }; V! U
& a8 Q. _# Z2 H# x
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
/ ?7 L3 @" j, g9 P3 r, n8 Y. g( [8 S: \" 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5 x$ M8 n" }0 ^2 h# g# c2 M* @' ^
. p, U3 M! q( E/ r, b0 q& M( `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# i) [# Z+ j( {3 ~! H
n- }6 J6 V; D E9 T9 Y) 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。
- l7 d# Q6 ?; ^$ m
9 Q( Z9 F5 R# y, z- b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
* S! g1 @5 \% F. W, Y" D
* ]# J* o- Q: ?* B& K0 m% j7 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:$ E# @3 ?4 n- X2 N5 l% C
: b8 r# { m* S) ~" M/ s. u) L: I0 G Q7 J) ]# L! T
: \9 o3 J9 J! h7 s$ T$ _
. K! K* o2 e7 y, T2 W
& w. a. U! D- a/ p+ c# U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2 A! c4 p: o5 D8 w
4 ?" @" q5 D8 Q% ?+ L' f* b$ P: C的情形占了2/3。
: U/ o8 F) q. |$ ]$ G9 x. d* U) ~) a) J5 W! D& P
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
, V( `2 ]% ?, O- e6 |4 R5 Y5 L( P5 O
. _7 E# b4 H: z+ T1 C$ p% 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
# _0 ~4 {0 @/ i) b" A% _( ]
/ D1 r2 U0 |0 K. y6 b7 W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)4 }- u2 m/ y% y- @, u
. }2 A# i: ]# t9 d1 w* a3 v称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
Z; T+ |$ C/ q; X4 T k+ t# C
( x I( `$ B! R4 y7 s5 W2 A7 x如此不平凡的黑桃A* u# w# n1 r. J% [: p" J: E! K9 Z8 q
3 p! g0 T6 G6 ~: l1 E8 R
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) s1 s7 K! d& w+ N) X
$ M- R. `% S, |5 w8 c7 M! K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+ S0 h- W1 G* C |; s' K6 t: l' \
8 h( B {4 }9 r. t6 O$ P4 t
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,
) |5 k- X- w' ~; g0 O% q# I. x( P) E
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/ x: v e5 V. ^9 e2 \6 J, K; V) q
* W- K0 m" l4 o( Q; b0 i
还有没有更多的A?”
3 x6 ?5 t8 ?# E" S
7 G1 a4 a7 c- |- B w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
B+ ~, }3 W% r% z$ \) I& o
5 A9 B' U: G5 P( x: @, X/ H! z4 j不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
* X, t" a( i7 n8 V& b0 C3 A, C2 `9 q. Y! J$ K' Z$ b0 I% u* _2 ?; U
没有A的情形:C(48,13)
$ Q( C8 c$ v% c* B! I
3 f" x' h7 v$ k6 D; V& L( ^) j8 f至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
+ Q1 c6 V# _. w0 i7 h9 H) \
( {. u, d$ O$ ~4 r$ X) e$ P& B恰好有1张A的情形:4*C(48,12)8 I/ ~$ K5 V F9 C5 H/ F
. y% g) m+ W3 \9 n+ k2 h
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
; o- Z" C* G) ~& n% I3 ~. [/ M# @1 d# u; F1 Q
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:
' b- B+ j" z7 }8 m$ v' c
4 j, _; f6 e7 {: QP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
; s$ V: x5 e, i. x6 O4 N( L0 f(C(52,13)-C(48,13))≈37%
# _8 y2 g/ y& L/ g u/ v5 ]
5 U# j9 T5 Y; B" V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
, W! X& v9 M' P- S$ Z$ b4 S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,
' g! k5 h* Q. y( M9 X6 b( ^, W. @
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:# b$ q( W+ G+ u/ t
4 }7 `4 ~7 s5 e& C6 |, l
有黑桃A的情形:C(51,12)( j7 `2 n, S8 R
# }9 g: h$ }- g( I% r1 ?没有其它A的情形:C(48,12)
3 s, h1 X: G \% q- P) w' k0 k- I3 {" |) N9 e
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)% \+ D: Q; P4 Z* k. o" D
7 e; G' M e8 q0 L" B+ C( w' J事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:0 Q V- F. S1 ]( w. r; |/ _. n
, ]; h; @ E/ P; t3 s8 {7 I1 HP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。8 y H! w y5 S& Y; g. a ~$ [
: j G( G7 l3 }' `- 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
4 `# F% t2 z7 d8 ^3 v* N1 H! X% B [: M% w
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 P' h( o8 P2 G6 u4 h, C0 l2 A9 i
5 Z' d, n2 O, G- X1 E* ]3 i; |
你是传说中的死理性派!7 P" B) P* D% @2 M: v0 G' ^* {
/ u: b e) z" e4 l1 @+ D- j _
5 e, B( T6 w" t9 {3 |
- I8 G6 y1 \& c
3 [4 H8 a+ p j. Z
/ b/ b( o1 @* l7 r0 F. ^8 t$ P+ Y, s+ d" ^1 G
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