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  • 1 # 趣味數學圍棋與程式設計

    為了便於分析,先將題目簡要的複述一下。

    現給三扇門供你選擇:一扇門後面是一輛轎車,另兩扇門後面分別都是一頭山羊。你的目的當然是要想得到比較值錢的轎車,但你卻並不能看到門後面的真實情況。 主持人先讓你作第一次選擇,在你選擇了一扇門後。知道其餘兩扇門後面是什麼的主持人,打開了另一扇門給你看,當然,那裡肯定是一頭山羊。 現在主持人告訴你,你還有一次選擇的機會。那麼,請你考慮一下,你是堅持第一次的選擇不變呢,還是改變第一次的選擇,更有可能得到轎車?

    這個問題被稱為蒙特.霍爾問題,也叫做三門問題。

    這個問題其實很容易繞彎,直覺是剩下兩扇門,是50對50的關係,換與不換都可以。

    事實上換門贏大獎的機會更大,中大獎的機會為2/3。

    請大家注意,題目中有一句話非常重要,知道其餘兩扇門後面是什麼的主持人,打開了另一扇門給你看,當然,那裡肯定是一頭山羊。

    用貝葉斯公式來計算

    貝葉斯是英國數學家,1701年出生於倫敦,1742年成為英國皇家學會會員,1763年4月7日逝世。貝葉斯在數學方面主要研究機率論,並創立了貝葉斯統計理論,對於統計決策函式、統計推斷、統計的估算等做出了貢獻。上圖的這個公式就是著名的貝葉斯公式。

    要解答機率問題,第一步是定義事件,因為定義事件是解決機率的基礎。

    我們用字母M來代表門,M1表示第一個門裡有汽車,M2表示第一個門裡有汽車,M2表示第一個門裡有汽車。可以知道P(M1)=P(M2)=P(M3)=1/3。

    假定參賽者選擇1號門,主持人按照規則開啟3號門,我們把這個事件記為O(Open)

    P(O|M1)=1/2,意思就是在1號門裡有汽車的條件下開啟3號門的機率是1/2。

    P(O|M2)=1,意思就是在2號門裡有汽車的條件下開啟3號門的機率是1。

    P(O|M3=0,意思就是在3號門裡有汽車的條件下開啟3號門的機率是0。

    計算出P(O)=1/2×1/3+1×1/3+0×1/3等於1/2。

    利用貝葉斯公式可以知道,P(M1|O)=1/3,P(M2|O)=2/3.

    透過簡單的方法可以驗證這個結論

    把汽車和山羊放在門後畢竟不太方便,我們可以用撲克牌來模仿這個過程。找三張撲克牌,其中一張是A(代表汽車),另外兩張是別的花色(代表山羊)。請一位朋友模仿主持人按照遊戲規則來發牌,並詢問你是否選擇轉換。

    你先堅持不換,玩上若干次,你會發現中大獎的機會約為1/3。

    再者你選擇換,玩上若干次,你會發現中大獎的機會約為2/3。

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