一個有趣的概率問題

換顶滩,還是不換余掖?

美國有一檔奪寶類的綜藝節(jié)目:節(jié)目組安排三扇門,其中一扇門后面是100萬美金礁鲁,其它兩扇門后面是一只羊盐欺,選手可以任意打開一扇門并拿走門后面的獎品赁豆。當(dāng)選手選擇一扇門以后,主持人會打開一扇背后是羊的門(主持人知道獎金在哪扇門背后),然后問選手“是否要換另一扇門冗美?”魔种。如果你是這個選手,你會選擇換么粉洼?

在大多數(shù)人看來:三扇門节预,任意打開一扇門獲得獎金的概率是1/3。打開一扇門后属韧,任意打開一扇門獲得獎金的概率是1/2安拟,換與不換似乎沒有差別。同時宵喂,人們更喜歡相信自己的直覺:反正都是瞎蒙糠赦,既然選擇了第一扇門,那我更愿意相信背后是100萬锅棕,所以絕大多數(shù)人選擇不換拙泽。

如果是100扇門呢?

在揭曉答應(yīng)之前哲戚,我們再來考慮一下情況:假如給你選擇的不是3扇門奔滑,而是100扇門艾岂。主持人打開一扇沒有獎金的門后顺少,你會換么?打開了兩扇呢王浴?...打開了98扇呢脆炎?

似乎情況有些不一樣了。當(dāng)主持人打開了98扇門后氓辣,剩下的沒有開的門秒裕,和你選擇的那扇門相比,好像有更大概率背后是獎金钞啸。而且這個概率是99/100几蜻,原大于你那扇門的1/100。

情況真的是這樣的嗎体斩?

讓我們用科學(xué)的方式來演算一下:假設(shè)一共有N扇門梭稚,當(dāng)你任意選擇一扇門之后,將剩余的N-1扇門歸為一組(我們稱之為"落選組"絮吵。那么弧烤,你選擇的門“正確”的概率是1/N, 落選組的概率是N-1/N, 這個很容易理解,因?yàn)檫@一組門多蹬敲,自然概率大暇昂。當(dāng)主持人打開一扇"錯誤"的門后莺戒,落選組剩余的每扇門的正確的概率變高了!

首先急波,主持人打開一扇門后落選組的整體正確率是不變的从铲,還是N-1/N。但是幔崖,此時落選組只剩下N-2扇門食店,所以每扇門正確的概率就成了 N-1/N(N-2),是大于1/N的赏寇。依次類推吉嫩,當(dāng)主持人打開x扇門后,剩下的每扇門正確的概率是N-1/N(N-x-1)嗅定。我們將上面的數(shù)據(jù)代入: N=100, x=98時自娩,概率正是99/100。

聽上去似乎對渠退,但還是有點(diǎn)難以接受

上面的推演找不出任何問題忙迁,但還是感覺哪里不對。為什么打開一扇門后碎乃,剩余組每一扇門正確的概率就比選擇的門高了呢姊扔?不管打開多少扇門,獎金都可能存在于任意一扇沒有打開的門后面梅誓,而且概率應(yīng)該是相等的恰梢。

回到一開始的綜藝節(jié)目的例子,如果在主持人打開一扇門后梗掰,另一位選手出現(xiàn)嵌言,他不知道前面發(fā)生的故事,擺在他面前的是兩扇關(guān)著的門和一扇開著的門及穗,他任意選擇一扇門帶走獎金的概率是多少摧茴?1/2! 好像跟我們上面的結(jié)論沖突了。別著急埂陆,讓我們繼續(xù)分析苛白。

到底哪里出了問題?

這里面一共有三個問題:1.為何主持人打開一扇門后剩余的門正確的概率變大了焚虱?2.如何解釋第二位選手的情況购裙?3. 為什么我們會難以理解?

第一個問題的原因在于主持人著摔!因?yàn)橹鞒秩酥勒_答案缓窜,他在挑選一個錯誤項(xiàng)時,選擇范圍是所有落選組的選項(xiàng),而不是全部選項(xiàng)禾锤!所以他排除錯誤答案時只是“排除落選組中的錯誤答案”私股,所以讓落選組中其余的備選答案概率增加了,而不影響選手選擇項(xiàng)目的概率恩掷。雖然看上去這個錯誤選項(xiàng)是全局的錯誤選項(xiàng)倡鲸,這正是迷惑人的地方。假如主持人不知道正確的選項(xiàng)黄娘,而隨機(jī)挑一扇門排除(不公布答案)峭状,這時每個選項(xiàng)(包括選手選擇的選項(xiàng))的正確概率才是相等的,有興趣的同學(xué)可以自行推演下逼争。

第二個問題在于混淆了兩次獨(dú)立選擇的期望值优床。第二個選手任意打開一扇門并帶走獎金的概率確實(shí)是1/2,前提是他不知道前面發(fā)生的故事誓焦,他選擇任意一扇門的概率是1/2, 但選手一選擇的門中獎的概率是1/3胆敞,落選的門中獎概率是2/3,所以綜合的是期望是1/21/3+1/22/3 = 1/2杂伟。選手二的選擇和選手一的選擇是兩個獨(dú)立事件移层。因?yàn)樗恢狼懊姘l(fā)生的故事,如果他目睹了前面的過程赫粥,應(yīng)該毫不猶豫地選擇落選的門观话。

第三個問題源于人類的直覺在做怪。人門直覺上認(rèn)為剩余兩扇門越平,獎金要么在第一扇門后频蛔,要么在第二扇門后,都是未知的喧笔,概率是相當(dāng)?shù)拿毖薄<由仙鲜龅诙€問題中講到的二次選擇的混淆龟再,所以大多數(shù)人難以理解在主持人排除一個錯誤答案后發(fā)生的概率變化书闸。

這個故事告訴我們什么道理?

  1. 人們在生活中做出判斷往往依靠直覺利凑,忽略科學(xué)的判斷浆劲。
  2. 在大多數(shù)人的潛意識中,喜歡將事情分為:是哀澈、不是和可能牌借,而忽略這個"可能"所對應(yīng)的概率到底是多少。
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