狼人杀游戏中的概率

以9个人参与的游戏为例,共有12张牌,各个牌的角色如下,

狼人	4
平民	3
预言家	1
女巫	1
守卫	1
丘比特	1
盗贼	1

狼人恋概率

已知有丘比特,有4个狼人,丘比特一般情况下不愿意把自己链为情侣(己方势力太小,容易被一锅端),那么候选名单就是4个狼人和4个好人,人狼恋概率就是\(\frac{\mathrm{C}_4^1 * \mathrm{C}_4^1}{\mathrm{C}_8^2} = \frac{8}{14}\),这时候狼狼恋和人人恋概率相等,都是\((1-\frac{8}{14}) / 2\)。

类似地,如果有3只狼,人狼恋\(\frac{4}{7}\),狼狼恋\(\frac{1}{7}\),人人恋\(\frac{2}{7}\)。 总之不管怎么样,如果有情侣,人狼恋的概率一直很大。

三门经典概率

先说经典的三门问题

一电视节目,有点类似开门大吉,舞台上有三个门A、B、C,其中有一个门后面是一台车,参赛的选手有两次选择的机会。 第一次选择一个门之后,假设是A门,主持人在剩余两个门中选一个门后没有车的门踹开,假设主持人踹开了B门。这时候,参赛选手有第二次选择的机会,如果选中,赢车。

很多人觉得这个时候,选择A或C两个门哪一个都可以,概率都是\(\frac{1}{2}\)。 实际上不是这样,参赛选手应该选择C门,C门的概率是\(\frac{2}{3}\),而A门的概率一直是\(\frac{1}{3}\)。 B门和C门没有主持人提供额外信息之前,各是\(\frac{1}{3}\),主持人提供额外信息之后,B门概率是0。

这是一个经典的贝叶斯实例(见前面博文先验链之“Hello world!”),已知有三个门,那么C门后有车的概率的分布是点分布,分布概率如下

\[\begin{align} P(p(\text{C门有车}) = \frac{1}{3}) &= 1 \\ P(p(\text{C门有车}) \ne \frac{1}{3}) &= 0 \\ \end{align}\]

主持人给出额外信息之后,根据贝叶斯经典的公式:

\[\begin{split} P(x | D )& = \frac{P(x)\times P(D | x)}{P(D)}\\ & = \frac{P(x)\times P(D | x)}{\int_0^1P(x)\times P(D | x)dx}\\ \end{split}\]

C门之后有车的概率分布更新, \(\begin{align} &p(\text{C门有车} | \text{主持人一脚踹了B门}) \\ &= \frac{p(\text{C门有车}) * p(\text{B门没车}|\text{C门有车})}{\int_0^1 p(\text{C门有车}) * p(\text{B门没车}|\text{C门有车}) dp(\text{C门有车})} \\ &= \frac{\frac{1}{3} * 1}{\int_0^1 p dp} \\ &= \frac{\frac{1}{3} * 1}{\frac{1}{2}} \\ &= \frac{2}{3} \\ \end{align}\)

在狼人杀游戏中,如果是盗贼宣布是两个平民,埋了一个平民,与踹了B门是一个道理。

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