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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑 7 }! D5 `' s2 s# C+ B
/ n' m- r- i Q- [" F( X9 Y 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
2 `5 b- j& w& A0 R& ]4 s2 m# S3 x. @& H$ t' B1 H9 Q5 @
(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8 r9 P+ Y5 w( |' R- o
, a* Z6 O5 n2 ]# k7 O: Y; 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,& ^) D$ o+ K9 o: W
7 t2 w) Z! P, x* ]9 N1 G0 v" ~就算打赌,也要精“打”细算。
6 Q3 Z) ~* E' ]8 J
0 g% L+ M& N3 M完美的DB2 N3 r: B4 T( t1 J4 A8 c
5 f# S- a3 d+ F& P- \" Y
2 U3 M) A7 N! S2 l/ f$ R @
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。
6 Z+ V* x' m# O, r
! J8 P! A/ i7 ~ l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# M/ \+ [3 b! i8 e. b9 j ~
9 N# G8 ]6 ], k/ U8 n+ _* |
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 M: a6 b n5 y. [% n9 Q
/ n) o+ A; x/ B$ _+ M) d; w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!4 r# S" _4 G e! `
& s; J1 Y( ? @4 F" \& g$ t; W
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,
% ^% B1 m/ u! H* H1 D) `. y
* r+ h# o+ D$ p+ e) {* ]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
5 [( G) E' p1 ^* e' y# }- }
2 w% k2 p6 p5 G: @# i) D$ A正,就会跟我们打赌:+ I0 C5 H; G6 ~6 q! P* a5 q
[" I2 I( b( j
p * x - ( 1-p ) * y > 0: H& k% L- G" D
q * x - ( 1-q ) * y > 05 j- N. p" h* W
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
. S1 @; j( T; ~* ^, K* o- n( T+ ~) k, c- u4 b9 h/ i
是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:" X2 c. N1 \3 u% W4 T
( a- ~- ^' ` i" i
1 l3 y) _- k2 n$ L
: {/ ?4 g$ ?$ H6 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
7 I0 ]( O* v5 `) u: @
9 f$ P' |4 x- E2 e, Y7 o7 O“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
4 H% @, t$ L2 b4 w- y* T& q- |- K& C# R! @* y
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?
7 J- Z% h$ I4 M4 C: g- U& x8 M1 R
+ v: D% Q3 |$ R5 i6 h1 `. ?# C# m
Q& ^. Q5 e7 X: Z$ ~三张卡片的骗局3 C3 O8 \: V% O' l k# a
- G/ y; g* k- @3 ]3 P- K/ j9 i
3 K1 T" C( Y/ M* l: g7 J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
, D3 W: N z: w X
' P* S M& e+ r5 g( n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4 }+ B- C0 i( C" N" O
4 @! }) |3 w/ Y$ J/ {- 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
* K+ X& Q8 H9 L/ D9 D. u5 p
5 N1 k% |/ N5 Q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。: o+ l( J! X# a6 i! Q8 U$ }
5 l) E8 e% X9 v6 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% H+ h0 Y9 z6 O/ ?+ k( P6 R
( W4 z2 u+ e) F% s3 Z- ?# R$ W0 h& 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:# D4 P0 G: z1 ~! j D
, [1 F9 B5 S+ t& F3 R
' T$ @+ H/ b3 ]- d+ M, R
+ o/ Y1 z: V9 y! s3 i$ P+ c3 R; P# f, Z5 A( x+ \, ?& y, O+ {
7 \8 b1 K& Z5 i0 [( L; a7 B
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 S }" s0 I5 k0 e$ p
& \$ v* {, [5 B! t5 @9 y. i& Y的情形占了2/3。
0 U, B( U0 d6 k& A/ n9 U; w
4 C5 {5 H* \% N _2 G- Y8 A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
6 H4 y) `/ r2 |8 B4 k# N3 B5 G: b- S# K/ 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9 l' R: j+ `/ D- {7 r
8 H- m# C( q* _% o4 S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)
' K4 p0 T+ x% e2 ~, V
' k7 _1 z$ B% ^5 D) c称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。) [+ i" f0 ?- R9 S3 i0 y
! J9 f: b# i: w- e
如此不平凡的黑桃A3 h) Z8 L1 Z8 g6 x
* j$ B: i! P& E. U! V! N2 \7 |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
1 o: D0 q* y, X% S( R, e% x. {+ A2 d% d$ a+ J4 _
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
5 Z$ ]2 V8 f l) |6 b
7 W: Y! K. n! E( I1 w5 g* Q) a& v+ E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,
2 W) G; }0 X5 i x+ d" y, A& c( E3 q
A* X8 n1 c5 _ j _4 L; x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
# i" {) J i) S7 a! Z$ ]+ p! n+ F' j! B+ E. N
还有没有更多的A?”6 j5 a6 }' Z1 v% M
) B6 O3 ]& s' A: s7 p" W( c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
R+ V0 e; I0 n! N* v. j7 q
- f' m# D5 R9 Z: \: {4 |2 D不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
0 i e* Z! ]. N; P1 T. G5 {) Q9 s D
& [: f# {& X W0 v没有A的情形:C(48,13)
; Y( E0 q. b$ r$ a2 B* Z& s$ l
0 g1 t! F T7 w至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
% w# A# D. n# e( ^
, ~: M1 h: U# D9 x& B/ p ]恰好有1张A的情形:4*C(48,12)
% W1 Y4 ~6 `3 g6 h* N! @) O3 L& `/ R4 R+ ^3 Y* G. _# u; Y
至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
7 p: |# c: ]+ l7 H$ t4 ~% d _' N! o# Y+ D7 g2 }. o
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:
9 \" W6 x" p0 y0 z$ E+ T0 |3 Q' X& @% E' t0 L
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/- h8 h! G- u$ f. {
(C(52,13)-C(48,13))≈37%8 K" ^9 J, X8 o+ m/ m
6 \" ~& d. y- I/ i2 W+ l) r
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( L0 Z7 t1 C: h" N
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# ]1 Z/ a' n, S) k( W# f
+ \: D0 K4 F! D! Q! ?! z8 H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:" l; E) O$ I/ U; \9 r2 k: e
1 w* D) V/ E E! j有黑桃A的情形:C(51,12)7 y3 I5 S) k( o) h: I7 Q9 [
) y# n8 Z J1 q/ B" x8 p7 B: H/ Z没有其它A的情形:C(48,12)0 B% D3 I* n# ^3 s+ V5 t' s
8 d, B# r( D! z" ~. o8 \
还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
4 r7 B) a( L; J( Z" Y% {' l8 s1 W) m! S6 t2 p
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
! W) U, a- ]8 g7 L2 k( G; O2 D9 _. `$ S. \3 t$ F* O M* U
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。' e$ v2 \4 V' ?3 s' P
: v" @5 G; _. w7 W
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
' n: ^& r" l: @7 c% o; p4 K' z; T
5 |% s& E& i6 s/ @# v& R6 V5 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 `( V; z) v! f3 ]; n3 M
! C$ O- u A- d6 y5 `. ], V* y2 H
你是传说中的死理性派!8 ?: `( G1 r. c( M
( f. v; B1 K: g7 S
3 v) W7 ]8 j8 V0 u. o) p2 D0 S7 v7 B: [
/ J' F' \$ ]3 J2 x
0 z$ {2 y9 x7 o- t% x: l$ c/ [0 T
7 {# U) \1 }4 \1 V* o) ]! z2 d8 T6 b6 Z1 l D$ X4 }! L
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