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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
: Q9 A% l- N" Y+ X& t3 ^( p7 }. A k) _
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7 b+ k* n4 G$ [
$ v7 F+ M# e4 H t# J! J w5 _
(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 G; a! Z6 ^& }% t% d, E& }" q( v! ~/ Q( s* x, r
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,
2 Q: O2 m9 P2 I9 C- o$ ~( @4 l! t5 n- ^
就算打赌,也要精“打”细算。
: r, w, v W! N+ _$ r# Z7 r4 `+ B2 ?5 |+ C% P! c5 c. m9 G
完美的DB! U& ]# @* F* m" Z$ ^5 H
$ f. T# u2 p$ D4 g% G1 N* `0 i* I1 |; ^
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。
/ g& K! B9 h, t
$ V% G5 K6 M' y# I+ k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 H4 ~3 q- v' c- y! K/ V
: Y* q: x u9 v N# ~' 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
% V4 W9 Y' M" o) S5 y
# P& v+ E$ a4 H; q' m+ e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!
- w( k$ M4 E( a" _& n, G8 m
9 ~) x, ]3 C9 R# 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,: f8 H) s$ I U" ^8 X" H! N" `
, q$ A& r$ g$ C0 I* o' H+ F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
4 T0 z8 `. o4 q2 ~6 X8 O8 V. P0 a: U
正,就会跟我们打赌:
6 V7 B7 l/ m) H. R. o: J. I5 m
& U, j0 u* c. {2 cp * x - ( 1-p ) * y > 0
' J6 A6 Z( S1 B* T" zq * x - ( 1-q ) * y > 0; ]3 G3 y9 w& o# V
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 a% X. f6 z3 n; u4 [* ~6 v6 [7 Y1 b7 d/ N
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:
8 C0 V* Q3 {& q G8 g! R6 y9 O# d5 d
! i/ D! A- `: T+ S0 U
- ^# w" |- Z" t5 L6 m* K! ]5 }. u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
: A$ m, q4 j' ]; V+ ?. \8 s
5 [" n9 ~5 m4 e- E2 d4 E+ N“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
% Q7 W) q% y o/ B$ @4 Q- Z6 d8 C0 n8 |0 C* W) B Q. }
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?
% i1 K% A# C1 F* a& T5 f5 K0 A @5 W7 U, q v5 O
' [ T6 z4 W( ?4 @0 C
三张卡片的骗局
* ]9 n( I3 F% X; r/ ?, ~* ]2 ^: W+ P6 f" k
# X& \) }. l6 J& o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; E% N1 a, V* \3 [
8 Q6 ]( e+ F# v; C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 y3 c* |$ S5 k' D, m
5 ]! }' G! S3 I0 A( J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& j( O2 b: \# ~! j
* r1 N# E5 d4 v7 f' e5 F2 x! ]4 Y y
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。
, K, x4 j+ O: {! m3 h* R/ x
9 C+ n- ]; h8 }: w1 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! Z: e% Y# t5 P
: P8 l; m$ ~0 z8 [5 U
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:
& y" S, K, [* z3 P. E' C Z- g$ u0 H$ m5 |
9 E3 J1 u- I% d% K& h, {+ P7 Z# p+ B3 _
; k$ l: ]9 x9 t$ w8 p9 g% }
: b" _; w; r2 M: Y1 g" b, `& n# Z
- s, |, M# Z1 l, K6 }3 I$ 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8 x% W$ Z& @. O. Z
& q7 P; [+ _+ k1 ^; Z的情形占了2/3。
$ i1 L4 f5 i6 }" \7 N5 I6 f& m" Z
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% L8 j$ O8 s7 t2 h: [2 P8 @
* t7 A I9 n3 O* o9 k+ D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( n( z. T8 [5 M f L$ ~/ L
/ V( z8 D9 I0 d7 T( R4 P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)& r" D) Q& s; f8 x# ~5 O( y* I5 B' T
; c1 k; @2 h. I+ `6 ~7 w* M称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。
8 l% w9 q5 w- A9 O$ F: U# e6 J
如此不平凡的黑桃A q' R+ t+ J6 U6 A" ?
. f* F3 ^) S" P3 F6 a# w
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
5 o6 V( v$ T) P, s. w; k' U5 t; q) C' D
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0 E: b9 M4 D, Q0 g
$ H( O/ B1 M( `4 p! v) z) W
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,- P( a7 V/ A/ A" {2 C4 |$ N7 b
' W2 p# k% V4 M3 p6 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
/ o0 e: s. Z- L, D. k# b
" T9 r; t4 u' ]$ @还有没有更多的A?”
8 ^$ w( j6 p! `5 l7 I
n, [9 g9 C) X8 P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
$ l$ y. U& u% K( I& O2 o0 s. S+ f1 N- Y O/ N* \9 F) e. C+ l( v
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
$ o a, \4 y& c$ k- U) h9 J- v' \: U
没有A的情形:C(48,13)
- N. S' L, e; A* N8 D$ y( N4 }
) Z4 ]" _5 M2 Q) M" X& F! M至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)* e" B7 [1 y2 M6 b+ q5 Q1 E
1 O5 s8 X4 R. [恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
' p# O! Y* u- ]& D
& O4 i* D% P7 I. L: W& _至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
0 `0 i! k4 k3 Z/ K
" s+ b( g) T) w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:' a6 o3 C% f5 H: ~, R6 Z
4 n- p$ F8 r* i5 n- H, v
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
/ C, w& z- X- L: S(C(52,13)-C(48,13))≈37%! N; w w, K- N, ]) S& Z$ ^9 b9 P
2 P, B. C1 e, ]8 n/ O# p: o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 u7 F$ e4 ?! ?) i" u0 t
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, C3 j/ H3 p# e
9 `% p, c0 M* p- H5 M+ F- 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:
! F% U0 }8 r" n$ ~/ ?, j* y7 U7 b8 k; e
有黑桃A的情形:C(51,12)& L, F( c- U# }$ G
& L6 O9 M; A3 e$ b9 m
没有其它A的情形:C(48,12)6 j5 w& S1 B {8 E. Y5 O
6 ]3 l1 f: n3 P) G+ s
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
( i& d' `* d+ b# |, c# r2 } e2 q' [ {& {
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:( [+ O% @# z; r5 h* R; [
' ]% Z3 t) C/ ?. b
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
& g* b6 k; z% d* n: {4 l
( V' t$ m; a; h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 ?( k8 h: ^' @ Q
b& M ]# I' }0 m- [7 k) p1 L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
0 A5 e" Y/ ^: N
: X+ s: F; t4 W) h! p: K: X你是传说中的死理性派!
* T8 {4 m t' ~. }. e9 {+ j
5 m" R& i% J+ a
, j1 I' E" E8 n2 d7 L5 o u2 M3 r1 X1 R6 i
4 P. d! z6 s$ ]$ L2 K6 D8 L0 A! \4 M; B" y; I+ A* Y1 L. V# i
; K7 f& f5 B& Q$ F
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