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欢迎

每次你查看天气预报、玩扑克游戏或疑惑你的吐司会不会倒扣上奶油,你都在思考 概率

概率是量化不确定性的数学分支。它为我们提供了衡量某事发生的可能性:如何不可能。

赌场依赖它。天气预报取决于它。医学检查的生死由它决定。保险公司以它为依据定价他们的产品。

在这个课程中,你将学习如何计算概率,识别概率思维中的常见错误,并理解为什么房子总是赢。

预热问题

在我们开始之前,让我们测试一下你的直觉。

假设你连续翻10次硬币,所有的结果都是头。下一次翻是不是更有可能是tails?为什么?

公式

样本空间图表:硬币翻转(2种结果)、六面骰子(6种结果)和扑克牌堆(52种结果)以及概率公式

概率公式

概率衡量事件发生的可能性,从0(不可能)到1(必然)范围内。

基本公式很简单:


P(event) = 有利结果 / 总结果


一些例子:

- 硬币翻转(头):1个有利结果 / 2个总结果 = 1/2 = 0.5 = 50%

- 掷骰子,得到6:1个有利 / 6个总 = 1/6 ≈ 16.7%

- 从一堆牌中抽到一个ACE:4个ACE / 52张牌 = 4/52 = 1/13 ≈ 7.7%


关键在于计数:事情发生的方式有多少,总可能性的多少?

练习题

讓我們練習一個經典的問題。

一個袋子裡有 3 個紅球 & 5 個藍球。你伸手去抓一個球,而不看。

抽出一個紅球的機率是多少?請展示你的過程。

AND 和 OR

結合機率

機率樹:兩次擲 coin

有時候我們想要知道兩個或多個事情同時發生的機率。


有兩個主要的規則:


AND (兩個事件都發生):乘法求和

- 這個規則適用於獨立事件:一個事件不會影響另一個事件。

- 示例:P(heads AND heads) = 1/2 × 1/2 = 1/4


OR (任一事件發生):加法求和

- 這個規則適用於相互獨立事件:他們不能同時發生。

- 示例:P(擲一個 1 或一個 2) = 1/6 + 1/6 = 2/6 = 1/3


你可以這樣想:AND 讓事情變得更不可能(需要兩個事件都發生)。OR 讓事情變得更可能(只需要一個事件發生)。

練習問題

這裡有個複合機率問題。

你同時翻一個公平的硬幣和擲一個公平的六面骰子。

翻兩次正面 AND 擲一個 6 的機率是多少?請展示你的過程。

輪盤沒有記憶

賭徒誤解

1913年,蒙特卡洛赌场的轮盘球连续落在黑色26次。赌徒们相信它‘应该’出现红色,急忙押红色,结果输掉了数百万。

这种错误如此常见,甚至有个名字:赌徒谬误

谬误是认为过去的结果会影响未来的独立事件。但轮盘球没有记忆。硬币没有记忆。骰子也没有记忆。

每次旋转、翻转或滚动都是一个新的开始,概率与过去相同。


我们的大脑为什么会犯这个错误?因为人类是模式寻找者。我们进化出找出模式的能力:但有时候我们会在没有模式的地方发现模式。

测试你的理解

这里有一种场景供你思考。

你正在观察一个轮盘球。忽略绿色的0和00,单次旋转红色的概率为50%。轮盘球刚刚连续落在黑色8次

红色‘应该’出现吗?在下一次旋转中出现的可能性更大吗?请使用所学知识来解释你的推理。

为什么房子总是赢

期望值表比较硬币翻转(公平)、彩票(-$1.50)、一台彩票机和轮盘球,图表显示累计损失超过100次游戏

期望值

期望值(EV)是你重复做某事很多很多次后,平均得到的结果。

公式是:


E(V) = (奖金×获胜的概率) - (成本)


如果期望值是正值,投注会在长期内有利于你。

如果期望值是负值,投注会在长期内有利于房子。


这就是为什么赌场盈利的原因。他们提供的每个游戏对玩家来说都有负期望值。一个人可能会赢得大奖,但在数千次投注中,数学总是倾向于房子。

彩票问题

計算彩票的期望值吧。


- 一张彩票的价格为 $2

- 中奖的可能性为 1 在 1,000

- 奖金为 $500

这个彩票的期望值是多少?从纯数学角度来看,这个彩票值得购买吗?请展示你的计算过程。

概率在日常生活中

概率无处不在

概率不仅仅是用于赌场和扑克游戏。它在每天的现实生活中塑造决策。


天气预报: 当预报说'70%的可能性下雨'时,它意味着在100个类似的天气情况下,大约下雨70次。这并不意味着70%的地区会下雨,或者下雨的时间为70%。


体育分析: 球队使用概率来决定何时尝试第四下进攻,何时换上守门员,或者何时滚球。《钱球》是一场概率革命。


医疗检测: 这是概率最让人误解的地方:在这里,误解可能会造成真正的伤害。

医疗检测问题

假阳性谜题

这是概率中最著名的一个问题。请仔细阅读。


- 一种疾病会影响 每1000人中的1人 在人口中。

- 用于检测疾病的测试是 99%准确:这意味着它在99%的时间内正确识别患病的人,也在99%的时间内正确识别健康的人。

- 你进行了检测并得到了一个 阳性结果


大多数人,包括许多医生,都会对这个问题产生误解。

如果你检测出阳性,你真的很可能患有疾病吗?请通过数字来分析。提示:想象有1000个人进行检测,统计阳性的个数。

你學到的東西

結束

你在這堂課中已經學到了很多:

- 基本概率:P(event) = 事件有利/總數

- 複合事件:AND表示乘法,OR表示加法

- 賭徒誤解:過去的結果不會影響未來獨立事件

- 期望值:投注的長期平均結果

- 基數與誤陽性:為什麼一個陽性檢查不總是意味著你生病了


概率是最實用的數學分支之一。它將不會讓你變得幸運,但它將幫助你做出更好的決策。

在這堂課中,最令人驚訝的東西是什么?你如何運用概率在自己的生活中?