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蒙提霍尔悖论:机会翻倍还是徒劳无功?

闲谈

蒙提霍尔悖论:为何换门能提高你的获胜概率?

蒙提霍尔悖论概述

想象参加一个游戏,有三个门供你选择。其中一扇门后面是一辆豪车,而另外两扇门后面则是无价值的山羊。你选择了一扇门,但就在你打开之前,主持人打开了另一扇门,露出了一只山羊。接下来,主持人给了你两个选择:坚守你的选择或换到另一扇门。

直觉告诉我们,两个选择获胜的概率是一样的。但令人惊讶的是,事实并非如此。换门实际上会将你赢得豪车的几率提高一倍!

为什么换门会增加胜算?

要理解这个悖论,我们需要考虑一种称为条件概率的概念。条件概率是指在一个事件发生的情况下,另一个事件发生的概率。在蒙提霍尔悖论中,相关事件是:

  • 条件事件: 主持人打开了其中一扇门,露出了一只山羊。
  • 目标事件: 你选择了豪车所在的门。

在条件事件发生的情况下,豪车所在的门和山羊所在的门是一一对应的。换句话说,如果主持人打开了一扇门,露出了一只山羊,那么豪车一定在剩下的两扇门中的一扇后面。

因此,当主持人打开一扇门后,你的选择只有两扇,其中一扇是豪车所在的门。换门相当于从这两扇门中选择一扇,而豪车所在的门有二分之一的概率。

代码示例

为了进一步说明,让我们用 Python 模拟蒙提霍尔悖论:

import random

# 三扇门,其中一扇藏着豪车
doors = ["goat", "goat", "car"]

# 模拟选择一扇门
choice = random.choice(doors)

# 模拟主持人打开一扇门,露出山羊
remaining_doors = [door for door in doors if door != choice and door != "goat"]

# 统计换门和不换门的胜率
wins = 0
losses = 0
for i in range(10000):
    # 模拟换门
    if random.random() < 0.5:
        choice = remaining_doors[0]
    
    # 判断是否赢得豪车
    if choice == "car":
        wins += 1
    else:
        losses += 1

# 打印胜率
print("胜率(换门):", wins / (wins + losses))
print("胜率(不换门):", losses / (wins + losses))

该模拟结果表明,换门的胜率约为三分之二,而坚持不换门的胜率约为三分之一。

蒙提霍尔悖论的启示

蒙提霍尔悖论挑战了我们的直觉,它告诉我们:

  • 不要盲目相信直觉: 直觉有时可能会误导我们。
  • 考虑条件概率: 在做出决策时,考虑所有相关条件及其对概率的影响。
  • 敢于做出改变: 有时,改变策略可以提高我们的成功几率。

常见问题解答

1. 如果主持人知道哪扇门后面是豪车怎么办?

蒙提霍尔悖论适用于主持人不知道哪扇门后面是豪车的情况。如果主持人知道,那么悖论就不成立。

2. 如果有四扇门或更多门怎么办?

蒙提霍尔悖论也适用于四扇门或更多门的情况。一般来说,换门的获胜概率等于剩下的门的数量除以总门数。

3. 蒙提霍尔悖论在现实生活中有什么应用?

蒙提霍尔悖论在博弈论、统计学和决策理论等领域都有应用。例如,它可以用来优化投资策略或预测选举结果。

4. 为什么这个悖论以蒙提霍尔的名字命名?

蒙提霍尔悖论以美国电视游戏节目主持人蒙提·霍尔的名字命名。他将这个悖论引入了大众文化。

5. 如何记住蒙提霍尔悖论?

一个简单的技巧是:主持人打开的门没有任何信息,换门总是更明智的选择。