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本帖最后由 九嶷风 于 2023-12-14 11:51 编辑
. k9 o6 s- D! ~) | ^/ I( E$ B& _/ q Q% A/ L% j# i! [1 `' w# c
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
3 E+ o/ d9 e: M ~6 b- c0 h# B% J, h
& K; A" J9 C3 L% [' S5 `8 O(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" I- K- _ k0 G6 T; o' R: {. o4 R/ `
7 t+ T, N& L' h: W6 E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,
0 U6 \) f, D4 G
" X1 w+ s0 B! u! }( W7 f就算打赌,也要精“打”细算。- V: q. |5 U$ m3 p: `
! B+ @8 D9 e, F7 A
完美的DB; ]' c, |( A- B7 g
5 H: O7 p/ W( G: n1 L* ~$ i' F
& h+ Q) h& ^* T, ANBA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。! ~, W* b# i0 i
8 c$ _7 x' w: E" q3 C i7 w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3 b8 j$ H5 j$ z, |$ U
& n# m8 k. ^- k* i1 m
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" C& Z9 {0 l; }1 L+ B$ Y
8 Q% B* m4 M2 @, u5 m
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!
) Y: R+ Q; | Z6 R! q& l+ Z3 {3 b) J& h# q+ `6 u2 X7 j' Q- w, M
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,
$ V9 d8 w$ n) a, w* S2 c8 ?* O: H& S9 T) b3 p# U9 _* K4 I
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
2 y0 M( L2 c. z: A3 n3 N( N# N0 I; b0 Y1 v. |+ P
正,就会跟我们打赌:
4 [4 V3 {( ^' @- `( z
* y7 p! D/ J' }p * x - ( 1-p ) * y > 0/ a2 L, ~2 L8 f! K; z) ^
q * x - ( 1-q ) * y > 0' K; \- x; T- V; |) u! {5 N0 C
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1 s, o" q6 K6 V1 Z% b$ y
t- e+ D. c0 m% v; s8 w是一个必胜方案。如果p>q, 解就是下图中的蓝色部分:/ j3 C8 x* x6 X- W
2 h6 Z% t+ J0 P% i' Q1 |6 b% f$ @% Y
" b( I5 O6 C. U3 x0 L
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
) B; {) y# R# S
# F" ~8 H7 q; ]% V$ |: k+ q% 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' @- D, _/ k! o+ A
7 l* L; Q4 V7 R+ Y* ]# w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?
# S9 f! d p7 E4 h4 h
( ~, @ } p; ?& s! o# K5 G5 G$ }* L- O }$ w
三张卡片的骗局$ ? j* |# J- {$ j, [/ ?! u% N
! ]0 m# `- \7 I$ n& [4 B, }) J( r9 k& d$ _
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5 g$ `, V2 l" a2 a1 F
/ T* f \& j; ~( b% s+ o6 u7 u
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 u+ P5 H/ b: f, \6 X! @
) @ J. ~ l& z( a5 {% h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1 Z% A. h0 `- F) F
2 k3 D5 i' m Z2 ]6 U) G$ B0 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。" z9 S; W) \4 C; A7 N/ `
1 V3 q9 }7 S5 ^4 l$ _5 i. k
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. {$ D$ e& _& W0 k
6 Y0 o0 G7 H$ j* T$ g; g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:
1 C/ J$ y- `" a- }: \7 l( c! O2 @% @7 {) Y! F% `
. f) d9 |3 m9 s) u
* X/ T3 l6 l8 |! o# Q6 q& W5 B6 `- u0 S' E* s w. I
4 V7 @5 C* C! b8 G& k+ m2 P 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
; T9 r7 _4 J X6 z/ x; C1 s5 r1 {6 b t) @1 a) |& q
的情形占了2/3。2 z- L8 @! o% f6 ^
` M. y2 \! {4 ?0 U' B, j! r
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
9 \3 Z" R' V/ H. f% v9 x4 n
" a6 ?! ~5 r u5 ~0 T8 O5 O2 l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% j. H% t3 Z# d
* n/ T" P/ y. T g' G. O
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)
/ }7 H. z$ Y" h, V N, S/ X% ], Y" n Y% `. `& q
称之为“三张卡片的骗局(three-card swindle)”。( I$ A3 }7 b" h
' b& T$ E! @% e! O9 f+ E1 g
如此不平凡的黑桃A4 ?; Y- X0 ?8 g: r/ S8 k8 G0 Q2 p0 }6 g
' ?. q5 X- `+ Q( e* q# ]
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
4 C! R: G' z4 R4 Y3 N! J
$ Q: m# s3 P/ o( 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& K. c9 `$ k7 ]/ T( \# r
% M0 O4 R! k" b. t8 i
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,
8 K+ I9 E Z! {( a$ ?0 {6 [5 j# ^7 ^/ h( ~: \+ U" }
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9 n; g1 `0 t! Q! q. e
& ^5 j9 L V2 F% B0 u# F) D7 w2 b还有没有更多的A?”
6 z- Q' k/ @& F$ g$ }' P
6 k* F9 |0 {2 Y! h/ l/ k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
1 m7 x$ L; ^, t3 }( P. P; u9 d; z ^$ g
不敢相信。我们就先算算第一次赌的概率吧:
/ h1 u3 M7 W D) ~" m% H S
- L7 E& F/ o R- c- V( w1 g3 D没有A的情形:C(48,13)
/ K2 t) m+ ?! U4 }+ c8 g- B: R( L( Y# J% |# n( s# y5 }7 S7 d; m* D
至少有1张A的情形:C(52,13)-C(48,13)
# o, G2 \' j" F6 R; c" g
6 P4 h4 m2 [/ O7 r' P恰好有1张A的情形:4*C(48,12), Z% H) h# {% h2 Q2 r
- h) G# N7 M, X6 C" e2 W7 f至少有2张A的情形:C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12)
+ z5 B# I+ b2 u$ q$ L
. \3 E. X2 r) Z9 l7 A2 _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:1 F' L5 ]7 Q' H9 p
1 ~3 u" a1 a, \) f
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(52,13)-C(48,13)-4*C(48,12))/# L i q$ F: ^: i
(C(52,13)-C(48,13))≈37%! s5 E5 @! W- G; \+ u: I; D! X, d
2 C9 Z0 p1 R, o, i+ s1 G" a
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4 o/ y u8 W9 Z7 l7 z; H
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,8 u( }. l2 P; ]
) H) L/ {7 Z" [# j
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:: ]( t, Y# i# h/ E
! {$ N; b2 ~+ v$ U! h0 v8 A9 v' R有黑桃A的情形:C(51,12)2 D* p8 w$ f5 {) i0 R! C
; l# N' p. z( }* s没有其它A的情形:C(48,12)
' M" F' ^5 s5 C
' d6 i+ A+ L& ]# b还有其它A的情形:C(51,12)-C(48,12)
, z, r& d8 g( y. M/ `; n* r+ q' D2 z9 C, D, z3 j4 j" L% S
事件X为还有其它A,事件Y为有黑桃A,条件概率为:
4 O9 ]0 @" g. C1 U' V, v& L* P: M* [9 r3 m4 M3 D' c
P(X|Y)=P(XY)/P(Y)=(C(51,12)-C(48,12))/C(51,12)≈56%。! E) B7 W0 m q1 y8 @1 X
; l' v% C1 R/ P/ g. 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$ _6 p. q1 k) ~" n; f; x) b, B. r
, V" O7 [* W% |6 `& Y1 d
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, f& z) F( Y9 o$ |: N5 o
& S# _' V- M1 N* U( O% H你是传说中的死理性派!9 k, Z/ |' m" r9 R" F) `; _
5 ]. [; c8 ?/ h+ o S) `$ w
5 Y: o1 P. M+ u; g8 G7 b; O- _$ B, O2 O
+ h5 K/ L: b/ G
' v+ N7 c& E- x) R- R9 w% |" ?" C3 }
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