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非传递性骰子:A比B好,B比C好,A不一定比C好

在数学中,比较运算是有传递性的。如果A>B,且B>C,那么一定有A>C。但现实生活中却不一定是这样。三个人两两之间进行比赛,有可能A比B要强,B比C要强,但C反过来赢了A。事实上,这种现象即使在数学中也是存在的。在一些概率事件中,类似的“大小关系”很可能并不满足传递性。
下边有四颗骰子,分别用A、B、C、D来表示。我让你先选择一颗你自己认为最好的骰子,然后我再从剩下的三个骰子中选一个。抛掷各自所选的骰子后,谁掷出的数字大,谁就赢了。那么,你应该选哪颗骰子好呢?

图1
其实,不管你选哪一个骰子,我获胜的概率总是要大一些,因为剩下的三个骰子中总有一个骰子比你的要好。事实上,在这四颗骰子中,A赢B的概率是2/3,B赢C的概率是2/3,C赢D的概率是2/3,D赢A的概率还是2/3,因此不管你选的是哪一个骰子,只要我选择它左边的那一个(如果你选的是最左边的,则我选择最右边的),我总保证有2/3的概率获胜。你认为这样的事情有可能吗?对你来说这样的事情合乎情理吗?
如果你不信的话,我们可以一起来算一算:
A和B比时,只要A扔出4的话A就赢了,这有2/3的概率;
B和C比时,只要C扔出2的话B就赢了,这有2/3的概率;
C和D比时,若C扔出6则C一定能赢,若C扔出2则胜负几率对等,因此C获胜的概率是(1/3) + (2/3)*(1/2) = 2/3;
D和A比时,若A扔出0则D一定能赢,若A扔出4则胜负几率对等,因此D获胜的概率是(1/3) + (2/3)*(1/2) = 2/3。

 

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