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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 1 c! \8 r9 N$ C: x
0 f0 O. s9 q) r( V; F: O
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9 L$ g9 I5 V( S+ d$ ]7 b4 t* k
0 _. f7 q) {0 B( b6 D) m, K; X( {$ @(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
& Y, q( e9 V( R/ C h% n7 ], S$ Z' j! n- I4 S1 B2 h$ y
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,: J C @0 R4 L
2 O: l9 Q% H1 `1 ^, |就算打赌,也要精“打”细算。
v2 j( s; h4 m$ X: |
2 w$ a" c) ?9 t2 T2 X2 ^; e- W完美的DB
# R" U. |, c/ b. J4 H
0 y- E. E. k x. `2 h2 P! E
5 ~ }) ~% `+ a! Y' G/ ]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。" P' w4 u! D; x5 P5 e/ @9 q
2 x) x; X# o6 w! 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
4 w. E$ f$ o% B8 D7 D5 T
8 i/ [& _( n) ~( C V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5 c7 H l6 k1 B( S. c1 c5 w2 v! G. r
: U) `. O1 y& W f$ z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!& g8 w! h; j+ f; _$ H
; l5 W6 j" Q, L5 \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,. O7 C8 b0 o/ e- t; I
+ z+ F9 e2 A& N3 q- J7 R4 K5 ]
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
+ F& M$ w" G8 {% x% R$ k$ D& K5 N# ^% I+ C
正,就会跟我们打赌:
& k( A2 }$ i. \: a8 X* f' G3 ]! q f* w" E# d, {' |
p * x - ( 1-p ) * y > 07 K U7 k3 P/ ^9 x0 z' q8 Z
q * x - ( 1-q ) * y > 0
: w: L( u9 j; x. u& u2 e, I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5 w# Y4 `: E7 `) d; ^8 {( o2 n
) E! I4 J9 \3 _- i: B
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:# a) u# g8 [9 r
% h6 t- o4 U5 i( |( e$ F: I2 d
: @$ ~7 s+ N' ^, [1 c2 `4 D. W2 H6 w+ ?
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" I0 V1 [9 z; l7 S! V* c
1 {& U+ A+ h! B“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- g! N5 \0 d& n
# r1 X$ ], V( B& j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?
2 } y6 S+ \9 v/ |
2 w3 T6 G# p3 Z5 N/ {# T
' E, _2 G6 P. y) @3 n1 S4 G0 ~三张卡片的骗局
! V- A2 e$ b' M
3 Z$ g" u' ]/ \2 q6 a0 _; ^* v7 W, W
# N# h [9 n* r9 }) s# }! M+ ^ v8 c' 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6 J6 r+ _9 A) M9 q& @
5 N3 ^8 H+ t& A. l9 y
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
Q$ z; I/ ^( g7 @, |6 X* E4 j
" w$ o2 |& ]& `8 B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
2 F& |. Q& \6 q" F) f/ X
3 x9 ?8 f1 @) s4 q1 z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。
' n6 I( f$ l' T
& u% A: [# {( F7 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
% t% F. o" S! ~! {, o6 \% s& U2 h* T4 i' S$ Z
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 V' `0 M3 S( F, _& Z% @7 r" k. }3 h+ w( w) p9 u2 E
. C. y8 E6 U( x3 q6 k( o2 W
3 O) a. o0 k4 c" [$ a
/ ]9 e/ d; D9 H9 s4 g0 o# @
" e5 u/ s3 j/ U) R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 L. {2 J0 d! l5 D* \# ~2 g5 ^/ U4 l
的情形占了2/3。
6 }8 f, ]) J! B! }. ]
O4 d6 G. u/ G- v& n. @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
k+ f, Y( l S$ R. e. m
/ ]( h( Y- S# t6 H2 y; R; l3 O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, R9 Z& Y$ }9 _9 I5 M5 P2 w0 S
( U% f: G& Z; v9 s" U+ b
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)1 T, M5 L$ w8 k+ W* ?$ u& V
! @+ H' c; B4 C" M4 H9 V
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。9 X9 N' j5 X2 f5 `, g) O) J8 u7 e
1 ^9 y* V# `* ^8 @3 C, I
如此不平凡的黑桃A
6 F: I6 E/ H! h8 h' q; V2 O( E+ }5 x
I- G" w( M- m; [& p4 E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' R5 y/ M$ [ b' J) a4 {! B
' m6 U1 w4 L: P( H! i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; o1 j. h9 s0 n# t* u
; Y' S5 }- Z( T6 L1 B! n
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,$ g& G% ^6 f2 T9 y
% U+ z( P c2 P. ~; P; I
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 [# Y( v& S& [9 v" a: V" Q% D
1 d$ J; i, D- C1 k# t+ p3 _1 j还有没有更多的A?”
' a: G4 k3 R$ K8 O+ }
! _" E1 \( w9 ]3 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
' a! N0 `1 {0 b5 E; b7 H! V0 e4 A E
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:, W6 P$ B% s+ z. Q: P/ Q
0 q4 @% K" ]5 q, E. l" }没有A的情形:C(48,13)$ }( B. P9 X( s9 {
- b' s4 o: C9 v* z至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)' g4 P( w O# l) H% F2 f
7 X4 P: y9 m1 D7 }
恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
6 O7 X4 y* I7 a. V% j
) ^9 U x, y, E C5 C# V至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)% ]% R' K6 d" Z7 l, k$ ]/ P
, C. L$ A( i; O' D3 s5 u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:' Q0 \+ M( I' p0 S
% A' B V0 J! N, x
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/
2 |) ^7 ^0 {* e ^+ o* L' E(C(52,13)-C(48,13))≈37%0 F5 j: R! @& }6 j1 |% a
+ k* r2 _' [* R# 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
) Q8 h+ b' e- w0 J8 j0 _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,# Z& h5 Z' u4 ^) s* K8 M. x
+ z2 A& \9 }/ p# h1 q
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:
+ c: ]: ^8 }7 `6 U
8 z0 p4 u& P2 Q- K8 ?, V( O* m有黑桃A的情形:C(51,12)
. Y6 m+ Q3 v, O; F& V6 l: C
4 N9 \7 z: o6 w没有其它A的情形:C(48,12)+ F" t/ t% [. Q
/ f" h! p7 ^9 D( O; K还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
; g3 o3 c1 o5 p2 m5 ?5 `+ S
4 X. I a" f( v9 F, |! i事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
* O7 g# H2 k c7 K" Q) N ~% z# E# d+ ~* k6 l) h' l/ ]
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。
$ G( k: {4 E% k8 P; C& F
1 K/ B; x/ G% t& ^6 v$ P9 {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. V) L1 o7 o( D
5 o! _8 K! u: W9 z1 Z& L" e0 z- s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
! n8 | X1 d/ S5 o6 ^! _5 N- |" [4 M, @8 r3 a4 ^1 S3 x- b
你是传说中的死理性派!1 D# ]5 i" j. V2 ~
% H' L2 {" l3 |0 y' ~9 O: {
! [$ j! _! Z. {8 l, r, B7 |- X5 p! z5 l. O& p
5 K! D$ r% K* e7 m* L
1 c! N, ^/ i5 t; c& }; d( z/ j
3 K# }& z6 f {+ w3 j
: T- l- A8 Z0 S" d* B8 }! V" D4 Q) n
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