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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 5 P# g/ O6 @, n: j, R' Q# f
/ y2 v+ w) m m, l8 U i ] 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5 H0 b9 q) h7 ~/ j* m4 ^# R# U# G
% a( I3 C/ S7 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& s9 N+ w& z: h2 s
4 @7 g8 C! Y$ ^1 d8 b; c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,( ? s- I$ n7 m6 y; y$ r: B$ e
0 f: k n$ L. [. `就算打赌,也要精“打”细算。6 r& P6 N2 ?5 y# U& [
7 s& u+ y$ Z. b' k6 ?完美的DB- A! X, q+ \* z5 L
! y* g& n6 U& e' X
9 Z1 i9 K- L- ^* X5 ?) { XNBA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。
- h- A; q$ p. S/ Y% i+ l* f! v) W8 J) e* W/ n
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
7 f: C' _) a( z$ t9 q: j. a# x1 x+ Z5 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3 Y0 l) y4 Y+ M$ `1 k$ x6 h
, J$ r; K$ R+ m8 Y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!
8 g- s, u$ x8 D; [( q6 w$ I: v- s$ D T, V
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 A8 c4 g) e- ^" w
6 P& `2 u, W. O1 B/ P+ L9 }
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# z! Q6 W2 m. M0 r |
) b8 X9 `7 A# y4 C4 F. h2 P/ l
正,就会跟我们打赌:
9 P$ h2 R/ _" [; o1 [. q9 d5 d5 \6 G- n" q! X. r2 t/ ?
p * x - ( 1-p ) * y > 0$ x! {: q8 A/ w. k" {3 S6 I* |, Q) L
q * x - ( 1-q ) * y > 0) h- _8 H+ n1 T# q
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
- q. b8 n5 q5 ]1 u' ]
* l; p' O" _# V/ V8 c% j是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
$ R; m# |2 D2 Z4 T, W0 k8 g2 e
, `' b1 k# T/ U8 [: v' q9 K5 |0 m2 E$ X6 ?
, \9 W. t. T5 h2 Q6 d: `" f- ~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
" Z$ k! b$ a# H/ ~: E4 F4 g+ t* ]) X
“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/ j/ t7 S+ K! B u9 U
' Z9 z0 ^. U7 @% I
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?% A7 @4 ]8 f& z3 W9 q- e& w# B
a: G, i# l( U, z/ D4 T- z% d7 F4 N$ u2 k/ w2 m
三张卡片的骗局
" V5 d, E; x" g/ A( R7 P! E0 h
: L! U0 z/ L" M, \1 e7 f+ v; G j/ p% g, n+ Q
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# o: }2 f% v& B7 q$ t9 E. K+ H' {
{3 N4 H% K* z7 ^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, N+ j! ?/ k4 A) ]8 c- K* V5 K
; ^5 Z) K0 U1 `; {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 C' y- I5 \3 r2 t! J1 u! y5 {" I
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。
9 f- [! c; H4 ^5 l6 O- g. n# w
) y7 u* Q3 q/ ?* t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* j! H1 l- Q" N% }
4 H8 l0 i! f$ v C4 ]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:* V$ h4 U& C1 O+ ]# }
. o) Q# }, b! D
4 Q! ^" k5 Z) L) p% f5 u- T5 T& |3 H' v
* }# q% l* }; P; k7 {- y6 L
. \% f7 Z% u5 q$ C& j& y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
$ ~, S2 F. g' a, p' ~* O1 o+ c- ]0 H! W( Z
的情形占了2/3。
0 f; h. t8 i9 J& W, }4 f+ h# O. ~
+ `: ~* M4 ^ f4 u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4 G- G5 E8 ~) H, w' w% o, a
$ C4 \$ q* V' c3 X- K' b+ `8 n
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
# p1 `+ ~6 ?9 o! v$ S) S/ f' H) Z v/ Q" l4 X
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)
% y( D0 j* f0 x# O* h! q% c7 x6 s% |- `9 [4 E
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。4 v7 J# R1 j2 E( [: |
- F: ]8 X; X1 K3 Q5 M如此不平凡的黑桃A. Q N3 [7 G2 {8 ^& L" J, i# T* q
9 P" c3 r S9 k( k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- B, Y( c) V/ J3 e- b1 A9 U$ A
- a8 o/ ]1 z: q7 D2 w" v5 ^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+ f; G7 M. s. z7 l/ O+ g
6 Y' H, P$ R# v Q5 m
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,
7 n! ^: l& u# H3 K- I
1 b0 k3 V- _) X; j( n! W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7 M' f9 a% b# V9 f0 R
9 k& ^$ d: x. U还有没有更多的A?”
4 ]6 l' A7 T0 A4 O' ]8 Q" i2 ~# S( p. J4 b
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 V% A+ z& ] j) Z: F, D5 \3 H7 E1 m6 C3 u, t' [& u" P
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:) a5 O X7 U( K" e
6 l9 I& S {! B
没有A的情形:C(48,13)' h5 Z( \2 Z; w6 K" N, `; V
0 \, ~+ T9 J6 \1 h1 s+ i
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
8 e7 Q9 A# g( S5 s5 V9 e5 X& U5 B3 k6 @) J/ N! b9 R
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)3 E2 S+ E! N# a+ m0 Z# K D1 P: {! h0 g
* C2 B; n r1 z0 j. i/ i( D
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
) r/ J1 f6 ~% r& _5 H& z; F# g+ B2 }: @2 @5 w. k
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- K2 C( m8 j& P* E
+ m' v7 M8 s! w; s8 M9 b/ J8 C" SP(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
9 r; r" k+ L8 U5 X4 e(C(52,13)-C(48,13))≈37%
4 J, t+ C) j/ {/ |
! {6 ?, v7 q: f) e, c4 E3 y; @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- v# g% C1 ~+ f) M
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,
. a T4 V+ k5 K) r
. x1 ?5 h. p. ^$ C8 Z- R; _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:
$ z; N. G5 T+ ^, Q J- b0 b1 X% p& R+ e
有黑桃A的情形:C(51,12)9 }* S" I% E# u: @# Z
& z- K* w9 C0 T& F没有其它A的情形:C(48,12)
: p* o5 \0 m' ?/ h$ ]) z) L& A) ~/ w e+ ], p
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
9 A x* B8 T4 u6 o0 C7 u0 X0 i/ r
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
9 ~/ p2 n; m0 A' C
: ^" M, y% @1 k7 z) |' i- F7 n7 i5 `P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
6 O ?: i: [% v; q9 q: @( T. u
& V7 n- x9 `+ F! Z o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
3 z" L4 W q2 z, n8 U. I. l7 K" C) D m* u/ S8 ~- i( }
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
/ R6 i9 o1 ?5 X- U' o: S' ^% b" m! _, N
你是传说中的死理性派!; _% {" f8 t$ ? z' E; W
+ z: ~" z( P! d/ W4 [$ k# Y8 n8 n, {
9 F5 q0 g: J) A E0 `% t4 y2 T# m Z( O# J0 J' c0 O# `
m( I4 c* v' k5 @$ Y9 N8 Z
% S! r& P6 I3 n3 T K
/ Q# U- t1 \( O+ k3 o+ y& E; q- n
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