蒙提霍尔问题(又称三门问题、羊车门、山羊汽车问题)的解答

问:假设你在参加一个抽奖游戏,主持人在三个小碗分下面放了1块钱、1块钱和10000块钱的筹码。你选中哪一个,你就可以领到对应的钱。当你选定一个碗之后,主持人翻开剩下两个碗里,下面有一块钱筹码的碗给你看。并且,给你一次机会选另外一只碗。请问:应不应该换?为什么?

答:最近在学习python,那就分别从概率论和Python两个角度来回答这个问题,使用两种方法分别通过理论和试验分析中奖概率,保证看得懂,看不懂欢迎大家来评论区打我~
为了方便分析及代码处理,令两个有一块钱的碗分别为 Bowl1、Bowl2,有10000块钱筹码的碗命名为Bowl3。

一、从概率论的角度来分析:
1.如果不换碗,即保留初始选择,三个碗被选中的概率是相同的,选择碗的概率不受主持人做法的影响,因为无论选择哪个碗行为都是已经发生且不再更改的,三个碗初始选择的概率P(Bowl3)=P(Bowl2)=P(Bowl1)=1/3;

2.如果换碗,将有可能出现如下三种情况。
① 初始选择为 Bowl3,则无论主持人翻开的是 Bowl1 还是 Bowl2 ,选中 Bowl3 的概率都为0;
② 初始选择为 Bowl2,那么主持人翻开的必然是Bowl1,更换选择之后必然选中Bowl3,即在初始选择为Bowl2的情况下选中Bowl3的概率P(Bowl3|Bowl2)=1,此时选中Bowl3的概率P(Bowl3)=P(Bowl2)P(Bowl3|Bowl2)=1/3 * 1=1/3;
③ 初始选择为 Bowl1,那么主持人翻开的必然是Bowl2,更换选择之后必然选中Bowl3,即在初始选择为Bowl1的情况下选中Bowl3的概率P(Bowl3|Bowl1)=1,此时选中Bowl3的概率P(Bowl3)=P(Bowl1)P(Bowl3|Bowl1)=1/3 * 1=1/3;因此换碗选中Bowl3的概率为情况2和情况3之和,即P(Bowl3)=2/3;不换碗选中Bowl3的概率,即中奖的概率为1/3,所以应当换碗。

二、Python引用random库进行随机试验
输入试验总次数,通过计算更换碗选中Bowl3的试验次数/试验总次数 和 不换碗选中Bowl3的试验次数/试验总次数 ,分别得到 更换碗选中Bowl3的试验概率 和 不换碗选中Bowl3的试验概率。
蒙提霍尔问题(又称三门问题、羊车门、山羊汽车问题)的解答_第1张图片
运行代码,当试验次数为100次时,更换碗选中Bowl3的概率为0.74,不换碗选中Bowl3的概率为0.26;
当试验次数为100000次时,更换碗选中Bowl3的概率为0.66462,不换碗选中Bowl3的概率为0.33538;
从随机试验的结果来看,更换碗选中Bowl3的概率更大,即中奖概率更高。当然,如果运气无敌 什么随机试验的中奖概率都是1,但是尽可能多的随机试验次数(十万次)能够反映较为普遍的中奖概率。

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