[转]汽车和山羊的问题

问题描述:

1990年,美国《Parade》杂志“Ask Marilyn”专栏的主持人玛莉莲·莎凡收到了一名读者的提问:假设你正在参加一个游戏节目,你被要求在三扇门中选择一扇。其中一扇后面有一辆汽车,其 余两扇后面则是山羊。你选择了一扇门,假设是1号门,然后知道门后面有什么的主持人开启了另一扇后面有山羊的门,假设是3号门。他然后问你:“你想选择2 号门吗?”那么,你是否应该改变原来的选择呢?

这个问题源自美国电视娱乐节目“让我们做个交易”(Let’s Make a Deal),后来被冠以节目主持人的名字:蒙提·霍尔问题,也被称为“汽车与山羊问题”。玛莉莲的智商为228,是智商的吉尼斯记录保持者,她主持的节目 因很受读者欢迎。她对这一问题的解答是应该换,因为换了之后有2/3的概率赢得汽车,不换的话概率只有1/3。

她的这一解答引来了几千封读者信件,其中反对者达九成。大部分读者认为这个答案太荒唐了。有 人甚至说,如果这个解答代表了美国人的智力,那美国就没希望了。因为直觉告诉人们,既然参赛者是从三扇门中任选一扇,那么一开始选中汽车的概率是1/3。 当主持人打开了有山羊的3号门后,那么1号门和2号门后有汽车的概率就都变成了1/2,完全没有必要改变原来的选择。

玛丽莲在接下来的二期专栏中对她的结论给予了开玩笑式的解释:假如当主持人打开那个有山羊的 门后,有外星人忽然来到台上选。他在能选的两个门中任选一个,有车的概率确实都是50%。但你不是刚到,你有优势,因为主持人帮助过你了,他为你在其余两 个门中作了预选。你换了后,概率就由三分之一提高到三分之二了。

但反对者更多了。其中包括全国健康机构的统计学家,国防情报中心的副主任,著名的美籍匈牙利数学家保罗·埃尔笛希(Paul Erdos)也是反对者之一。

玛莉莲面对这么多数学家的怀疑眼光,不再解释什么道理,而是请全美国的小朋友帮她做实验,用 三张扑克牌和玩具小汽车来模仿这个游戏。结果小朋友们做了好多次的实验,得到的结论与玛莉莲的说法是一致的,应该改变原来的选择。“事实胜于雄辩”,那些 数学家们也无话可说了,只好去找自己的错误在哪里。

随后,包括《纽约时报》和数学期刊在内的众多媒体对这一问题展开了全国大讨论。在十年时间里,至少有40篇论文或专著探讨了这一问题。

实际上,从数学上说,玛莉莲是对的。参赛者做出第一次选择时,会出现两种可能性:选到了山 羊,或是选到了汽车。因为有两扇门背后都是山羊,所以参赛者选到山羊的概率是2/3;相应地,选到汽车的概率是1/3。此时,主持人打开了一扇背后是山羊 的门,我们假设参赛者决定更改选择。那么,假如参赛者一开始选的是山羊(2/3的可能性),那么他就会换到汽车;假如参赛者一开始选的是汽车(1/3的可 能性),他就会换到山羊。这也就是说,参赛者更改自己的选择便会有2/3的概率获得汽车。

下面编写程序对上面的游戏进行模拟:

//运行环境:java JDK

public class Game {
 public static void main(String[] args){
  int count1=0,count2=0,car,chose;
  int[] array=new int[3];
  for(int i=1;i<=1000000;i++){
   for(int j=0;j<3;j++)
    array[j]=0;
   car=(int)(Math.random()*3);
   array[car]=1;
   chose=(int)(Math.random()*3);
   if(array[chose]==1)
    count1++;
   if(chose==0)
    if(array[1]==1 || array[2]==1)
     count2++;
   if(chose==1)
    if(array[0]==1 || array[2]==1)
     count2++;
   if(chose==2)
    if(array[0]==1 || array[1]==1)
     count2++;
  }
  System.out.println("不重新选择得到汽车的概率为:" + count1/1000000.0);
  System.out.println("重新选择得到汽车的概率为:" + count2/1000000.0);
 }

}

 

运行结果:

不重新选择得到汽车的概率为:0.332907

重新选择得到汽车的概率为:0.667093

可见,交换选择后选中汽车的概率的确变成了三分之二。
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