Автомобиль или коза парадокс

Парадокс Монти Холла

В данной статье или разделе имеется список источников или внешних ссылок, но источники отдельных утверждений остаются неясными из-за отсутствия сносок.

Стиль этой статьи неэнциклопедичен или нарушает нормы русского языка.

Парадокс Монти Холла — одна из известных задач теории вероятностей, решение которой, на первый взгляд, противоречит здравому смыслу.

Содержание

Формулировка

Задача формулируется как описание игры, основанной на американском телешоу «Let’s Make a Deal», и названа в честь ведущего этой передачи. Наиболее распространенная формулировка этой задачи, опубликованная в 1990 году в журнале Parade Magazine, звучит следующим образом:

Представьте, что вы стали участником игры, в которой вам нужно выбрать одну из трех дверей. За одной из дверей находится автомобиль, за двумя другими дверями — козы. Вы выбираете одну из дверей, например, номер 1, после этого ведущий, который знает, где находится автомобиль, а где — козы, открывает одну из оставшихся дверей, например, номер 3, за которой находится коза. После этого он спрашивает вас, не желаете ли вы изменить свой выбор и выбрать дверь номер 2. Увеличатся ли ваши шансы выиграть автомобиль, если вы примете предложение ведущего и измените свой выбор?

После публикации немедленно выяснилось, что задача сформулирована некорректно: не все условия оговорены. Например, ведущий может придерживаться стратегии «адский Монти»: предлагать сменить выбор тогда и только тогда, когда игрок первым ходом выбрал автомобиль. Очевидно, что смена первоначального выбора будет вести в такой ситуации к гарантированному проигрышу.

Набор дополнительных условий и соответствующих им вероятностей приведен в таблице en:Monty Hall problem#Other host behaviors

Наиболее популярной является задача с дополнительным условием № 6 из таблицы — участнику игры заранее известны следующие правила:

• автомобиль равновероятно размещен за любой из 3 дверей;
• ведущий в любом случае обязан открыть дверь с козой и предложить игроку изменить выбор, но только не дверь, которую выбрал игрок;
• если у ведущего есть выбор, какую из 2 дверей открыть, он выбирает любую из них с одинаковой вероятностью.

В нижеследующем тексте обсуждается задача Монти Холла именно в этой формулировке.

Разбор

Дверь 1	Дверь 2	Дверь 3	Результат, если менять выбор	Результат, если не менять выбор
Авто	Коза	Коза	Коза	Авто
Коза	Авто	Коза	Авто	Коза
Коза	Коза	Авто	Авто	Коза

При решении этой задачи обычно рассуждают примерно так: ведущий всегда в итоге убирает одну проигрышную дверь, и тогда вероятности появления автомобиля за двумя не открытыми становятся равны 1/2, вне зависимости от первоначального выбора.

Вся суть в том, что своим первоначальным выбором участник делит двери: выбранная A и две другие — B и C. Вероятность того, что автомобиль находится за выбранной дверью = 1/3, того, что за другими = 2/3.

Для каждой из оставшихся дверей сложившаяся ситуация описывается так:

Где 1/2 — условная вероятность нахождения автомобиля именно за данной дверью при условии, что автомобиль не за дверью, выбранной игроком.

Ведущий, открывая одну из оставшихся дверей, всегда проигрышную, сообщает тем самым игроку ровно 1 бит информации и меняет условные вероятности для B и C соответственно на «1» и «0».

В результате выражения принимают вид:

Таким образом, участнику следует изменить свой первоначальный выбор — в этом случае вероятность его выигрыша будет равна 2/3.

Одним из простейших объяснений является следующее: если вы меняете дверь после действий ведущего, то вы выигрываете, если изначально выбрали проигрышную дверь (тогда ведущий откроет вторую проигрышную и вам останется поменять свой выбор чтобы победить). А изначально выбрать проигрышную дверь можно 2 способами (вероятность 2/3), т.е. если вы меняете дверь, вы выигрываете с вероятностью 2/3.

Этот вывод противоречит интуитивному восприятию ситуации большинством людей, поэтому описанная задача и называется парадоксом Монти Холла, т.е. парадоксом в бытовом смысле.

А интуитивное восприятие таково: открывая дверь с козой, ведущий ставит перед игроком новую задачу, никак не связанную с предыдущим выбором — ведь коза за открытой дверью окажется независимо от того, выбрал игрок перед этим козу или автомобиль. После того, как третья дверь открыта, игроку предстоит сделать выбор заново — и выбрать либо ту же дверь, которую он выбрал раньше, либо другую. То есть, при этом он не меняет свой предыдущий выбор, а делает новый. Математическое же решение рассматривает две последовательные задачи ведущего, как связанные друг с другом.

Однако следует брать во внимание тот фактор из условия, что ведущий откроет дверь с козой именно из двух оставшихся, а не дверь, выбранную игроком. Следовательно, оставшаяся дверь имеет больше шансов на автомобиль, так как она не была выбрана ведущим. Если рассмотреть тот случай, когда ведущий, зная, что за выбранной игроком дверью находится коза, все же откроет эту дверь, этим самым он нарочно уменьшит шансы игрока выбрать правильную дверь, т.к. вероятность правильного выбора будет уже 1/2. Но подобного рода игра будет уже по другим правилам.

Дадим еще одно объяснение. Предположим, что вы играете по описанной выше системе, т.е. из двух оставшихся дверей вы всегда выбираете дверь, отличную от вашего первоначального выбора. В каком случае вы проиграете? Проигрыш наступит тогда, и только тогда, когда с самого начала вы выбрали дверь, за которой находится автомобиль, ибо впоследствии вы неизбежно перемените свое решение в пользу двери с козой, во всех остальных случаях вы выиграете, т.е., если с самого начала ошиблись с выбором двери. Но вероятность с самого начала выбрать дверь с козой 2/3, вот и получается, что для победы нужна ошибка, вероятность которой в два раза больше правильного выбора.

Источник статьи: http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/36146

За 1 дверью автомобиль, а за 2 другими – козы. Сможете ли вы правильно разгадать загадку Монти Холла? Она с подвохом

И снова здравствуйте! Вижу, как вам понравилась моя прошлая загадка , поэтому решил сегодня загадать еще одну – ещё интереснее.

Это задача про 3 двери, за одной и которых находится приз. Впервые про парадокс Монти Холла я узнал из популярного шоу “Разрушители легенд”. По поводу этой загадки ходит немало споров из-за того, что в условии не всегда оговариваются тонкие моменты, которые могут повлиять на исход. Я вам объясню все подробно, так что не переживайте – отмазки, что вы ошиблись, не прокатят.😉

Условия задачи

Представьте, что вы попали в игру и у вас прямо сейчас есть шанс выиграть дорогущий автомобиль, например, Феррари. Перед вами находится 3 двери. Правила игры следующие:

• Автомобиль с одинаковой вероятностью находится за одной из этих дверей. За 2 другими находятся козы.
• Ведущий игры точно знает, за какой дверью ваш (или не ваш😟) Феррари.
• Ведущий обязан: a) открыть только дверь с козой; b) не ту дверь, что выбрали вы. То есть, например, вы указали на дверь №1 и за ней коза. Ведущий знает, что автомобиль находится за дверью №2. Поэтому он открывает дверь №3. Условия a и b выполнены.
• Если, например, вы сразу попали в дверь с автомобилем, то ведущий с одинаковой вероятностью откроет одну из оставшихся дверей с козами.

Суть задачи

Итак, перед вами 3 совершенно одинаковые двери. Из-за них не слышно никаких звуков (просто кто-то, помню, сказал, что он мог бы услышать блеяние козы). В общем, вероятность попасть в тачку своей мечты у вас изначально одинаковая.

Допустим, вы называете дверь под номером 1. По условиям игры, ведущий в любом случае откроет дверь №2 или дверь №3, за которой будет коза. Допустим, он открыл дверь №3.

Что мы имеем? Изначальный выбор на дверь №1, и она закрыта, также закрытую дверь №2 и открытую ведущим дверь №3, за которой уже точно стоит красивая коза. Еще мы имеем неимоверно сильное желание уже, наконец, выиграть машину, хоть и любим козочек. Кровь так и вскипает от азарта. И тут…

Ведущий предлагает вам выбор. Оставить ваше решение и открыть дверь №1 или изменить решение и открыть дверь №2.

Итак, как вы поступите, ведь от решения зависит, будете вы счастливым владельцем Феррари или неудачником с козой. 😁

Пишите ваши ответы в комментариях. Не забудьте объяснить, почему вы сделали именно такой выбор. Постараюсь всем ответить.

Я, вообще, кайфую от подобного рода задачек, стараюсь постоянно тренировать свой мозг и не дать ему затухнуть. Мне отлично в этом помогает бесплатный тренажер «Тайны Пирамид» . Он помогает развивать невербальную логику и стратегическое мышление.

Если статья понравилась, обязательно ПОДПИШИТЕСЬ на канал, чтобы не пропустить следующие полезные материалы. Также СТАВЬТЕ ЛАЙК и пишите КОММЕНТАРИЙ – вам не сложно, а для меня это очень важно.

Источник статьи: http://zen.yandex.ru/media/pasha_and_masha/za-1-dveriu-avtomobil-a-za-2-drugimi—kozy-smojete-li-vy-pravilno-razgadat-zagadku-monti-holla-ona-s-podvohom-5e5d27a684c7661a89014e3a

Парадокс Монти Холла

Парадокс Монти Холла — одна из известных задач теории вероятностей, решение которой, на первый взгляд, противоречит здравому смыслу. Эта задача не является парадоксом в узком смысле этого слова, так как не содержит в себе противоречия, она называется парадоксом потому, что её решение может показаться неожиданным. Более того, многим людям бывает сложно принять правильное решение даже после того, как его им рассказали [1] .

Задача впервые была опубликована [2] [3] (вместе с решением) в 1975 году в журнале «The American Statistician» профессором Калифорнийского университета Стивом Селвином. Она стала популярной после появления в журнале «Parade» в 1990 году [4] .

Содержание

Формулировка [ | ]

Задача формулируется как описание игры, основанной на американской телеигре «Let’s Make a Deal», и названа в честь ведущего этой передачи. Наиболее распространённая формулировка этой задачи, опубликованная в 1990 году в журнале Parade Magazine, звучит следующим образом:

Представьте, что вы стали участником игры, в которой вам нужно выбрать одну из трёх дверей. За одной из дверей находится автомобиль, за двумя другими дверями — козы. Вы выбираете одну из дверей, например, номер 1, после этого ведущий, который знает, где находится автомобиль, а где — козы, открывает одну из оставшихся дверей, например, номер 3, за которой находится коза. После этого он спрашивает вас — не желаете ли вы изменить свой выбор и выбрать дверь номер 2? Увеличатся ли ваши шансы выиграть автомобиль, если вы примете предложение ведущего и измените свой выбор?

После публикации немедленно выяснилось, что задача сформулирована некорректно: не все условия оговорены. Например, ведущий может придерживаться стратегии «адский Монти»: предлагать сменить выбор тогда и только тогда, когда игрок первым ходом выбрал автомобиль. Очевидно, что смена первоначального выбора будет вести в такой ситуации к гарантированному проигрышу (см. ниже).

Наиболее популярной является задача с дополнительным условием [5] — участнику игры заранее известны следующие правила :

• автомобиль равновероятно размещён за любой из трёх дверей;
• ведущий знает, где находится автомобиль;
• ведущий в любом случае обязан открыть дверь с козой (но не ту, которую выбрал игрок) и предложить игроку изменить выбор;
• если у ведущего есть выбор, какую из двух дверей открыть (то есть, игрок указал на верную дверь, и за обеими оставшимися дверями — козы), он выбирает любую из них с одинаковой вероятностью.

В нижеследующем тексте обсуждается задача Монти Холла именно в этой формулировке.

Разбор [ | ]

Дверь 1	Дверь 2	Дверь 3	Результат, если менять выбор	Результат, если не менять выбор
Авто	Коза	Коза	Коза	Авто
Коза	Авто	Коза	Авто	Коза
Коза	Коза	Авто	Авто	Коза

Для стратегии выигрыша важно следующее: если вы меняете выбор двери после действий ведущего, то вы выигрываете, если изначально выбрали проигрышную дверь. Это произойдёт с вероятностью 2 ⁄₃ , так как изначально выбрать проигрышную дверь можно 2 способами из 3.

Но часто при решении этой задачи рассуждают примерно так: ведущий всегда в итоге убирает одну проигрышную дверь, и тогда вероятности появления автомобиля за двумя не открытыми становятся равны ½, вне зависимости от первоначального выбора. Но это неверно: хотя возможностей выбора действительно остаётся две, эти возможности (с учётом предыстории) не являются равновероятными. Это так, поскольку изначально все двери имели равные шансы быть выигрышными, но затем имели разные вероятности быть исключёнными.

Для большинства людей этот вывод противоречит интуитивному восприятию ситуации, и благодаря возникающему несоответствию между логическим выводом и ответом, к которому склоняет интуитивное мнение, задача и называется парадоксом Монти Холла.

Ещё более наглядной ситуация с дверями становится, если представить что дверей не 3, а, скажем 1000, и после выбора игрока ведущий убирает 998 лишних, оставляя 2 двери: ту, которую выбрал игрок и ещё одну. Представляется более очевидным, что вероятности нахождения приза за этими дверьми различны, и не равны ½. Если мы меняем дверь, то проигрываем только в том случае, если сначала выбрали призовую дверь, вероятность чего 1:1000. Выигрываем же мы в том случае, если наш изначальный выбор был неправильным, а вероятность этого — 999 из 1000. В случае с 3 дверьми логика сохраняется, но вероятность выигрыша при смене решения соответственно 2 ⁄₃ , а не 999 ⁄₁₀₀₀ .

Другой способ рассуждения — замена условия эквивалентным. Представим, что вместо осуществления игроком первоначального выбора (пусть это будет всегда дверь № 1) и последующего открытия ведущим двери с козой среди оставшихся (то есть всегда среди № 2 и № 3), игроку нужно угадать дверь с первой попытки, но ему предварительно сообщается, что за дверью № 1 автомобиль может быть с исходной вероятностью (33 %), а среди оставшихся дверей указывается за какой из дверей автомобиля точно нет (0 %). Соответственно, на последнюю дверь всегда будет приходиться 67 %, и стратегия её выбора предпочтительна.

Ещё более наглядное рассуждение — заранее зная полные условия игры (то, что выбор предложат поменять) и заранее с этими условиями согласившись, игрок фактически в первый раз выбирает дверь, за которой приза, по его мнению, нет (и может ошибиться с вероятностью 1 ⁄₃ ). Одновременно, косвенно он указывает на оставшиеся две двери, за одной из которых приз, по его мнению, есть, что даёт шанс на выигрыш 2 ⁄₃ . Это эквивалентно игре, в которой ведущий бы в самом начале однократно предлагал игроку исключить одну «лишнюю» дверь и гарантированно открыть две оставшиеся.

Интуитивно понятное объяснение — есть 111 наборов из 3 дверей. Игрок во всех 111 наборах делает свой первоначальный выбор. Известно, что он угадал в 37 наборах. Ведущий убирает из всех 111 наборов по 1 двери. Мы получаем 111 наборов с двумя дверьми, где уже сделан первый выбор. В этих 111 наборах правильно выбрано 37 раз. Если игрок поменяет свой выбор, то эти 37 окажутся неправильными, но оставшиеся 74 — правильными.

Другое поведение ведущего [ | ]

Классическая версия парадокса Монти Холла утверждает, что ведущий обязательно предложит игроку сменить дверь, независимо от того, выбрал тот машину или нет. Но возможно и более сложное поведение ведущего. В этой таблице кратко описаны несколько вариантов поведения. Если не сказано противное, призы равновероятно расположены за дверями, ведущий знает, где автомобиль, а если есть выбор — равновероятно выбирает из двух коз. Если ведущий влияет на вероятности, а не следует жёсткой процедуре, то его цель — уберечь автомобиль от испытуемого. Цель испытуемого, соответственно, его забрать.

Поведение ведущего	Результат
«Адский Монти»: ведущий предлагает сменить, если дверь правильная [4] .	Смена всегда даст козу.
«Ангельский Монти»: ведущий предлагает сменить, если дверь неправильная [6] .	Смена всегда даст автомобиль.
«Несведущий Монти» или «Монти Бух»: ведущий нечаянно падает, открывается дверь, и оказывается, что за ней не машина. Другими словами, ведущий сам не знает, что за дверями, открывает дверь полностью наугад, и только случайно за ней не оказалось автомобиля [7] [8] [9] .	Смена даёт выигрыш в ½ случаев. Именно так устроено американское шоу «Deal or No Deal» — правда, случайную дверь открывает сам игрок, и если за ней нет автомобиля, ведущий предлагает сменить.
Ведущий выбирает одну из коз и открывает её, если игрок выбрал другую дверь.	Смена даёт выигрыш в ½ случаев.
Ведущий всегда открывает козу. Если выбран автомобиль, левая коза открывается с вероятностью p и правая с вероятностью q=1−p. [8] [9] [10]	Если ведущий открыл левую дверь, смена даёт выигрыш с вероятностью 1 1 + p <\displaystyle <\frac <1><1+p>>> . Если правую — 1 1 + q <\displaystyle <\frac <1><1+q>>> . Однако испытуемый никак не может повлиять на вероятность того, что будет открыта правая дверь — независимо от его выбора это произойдёт с вероятностью 1 + q 3 <\displaystyle <\frac <1+q><3>>> .
То же самое, p=q=½ (классический случай).	Смена даёт выигрыш с вероятностью 2 ⁄3 .
То же самое, p=1, q=0 («бессильный Монти» — усталый ведущий стоит у левой двери и открывает ту козу, которая ближе).	Если ведущий открыл правую дверь, смена даёт гарантированный выигрыш. Если левую — вероятность ½.
Ведущий открывает козу всегда, если выбран автомобиль, и с вероятностью ½ в противном случае. [11]	Смена даёт выигрыш с вероятностью ½.
Общий случай: игра повторяется многократно, вероятность спрятать автомобиль за той или иной дверью, а также открыть ту или иную дверь произвольная, однако ведущий знает, где автомобиль, и всегда предлагает смену, открывая одну из коз. [12] [13]	Равновесие Нэша: ведущему выгоднее всего именно парадокс Монти Холла в классическом виде (вероятность выигрыша 2 ⁄3 ). Машина прячется за любой из дверей с вероятностью ⅓; если есть выбор, открываем любую козу наугад.
То же самое, но ведущий может не открывать дверь вообще.	Равновесие Нэша: ведущему выгодно не открывать дверь, вероятность выигрыша ⅓.

Вариант: задача трёх узников [ | ]

Задача предложена Мартином Гарднером в 1959 году.

Трое заключённых, A, B и С, заключены в одиночные камеры и приговорены к смертной казни. Губернатор случайным образом выбирает одного из них и милует его. Стражник, охраняющий заключённых, знает, кто помилован, но не имеет права сказать этого. Заключённый A просит стражника сказать ему имя того (другого) заключённого, кто точно будет казнён: «Если B помилован, скажи мне, что казнён будет C. Если помилован C, скажи мне, что казнён будет B. Если они оба будут казнены, а помилован я, подбрось монету, и скажи имя B или C».

Стражник говорит заключённому A, что заключённый B будет казнён. Заключённый A рад это слышать, поскольку он считает, что теперь вероятность его выживания стала ½, а не ⅓, как была до этого. Заключённый A тайно говорит заключённому С, что B будет казнён. Заключённый С также рад это слышать, поскольку он всё ещё полагает, что вероятность выживания заключённого А — ⅓, а его вероятность выживания возросла до 2 ⁄₃ . Как такое может быть?

Разбор [ | ]

Знакомый с парадоксом Монти Холла теперь знает, что прав C и не прав A.

• Помилуют A, стражник сказал B — вероятность 1 ⁄₆.
• Помилуют A, стражник сказал C — вероятность тоже 1 ⁄₆.
• Помилуют B, стражник сказал C — вероятность ⅓.
• Помилуют C, стражник сказал B — вероятность тоже ⅓.

Так что фраза «Казнят B» оставляет 1-й и 4-й варианты — то есть 2 ⁄₃ вероятности, что помилуют C, и ⅓, что A.

Люди думают, что вероятность ½, потому что они игнорируют суть вопроса, который заключённый A задаёт стражнику. Если бы стражник мог ответить на вопрос «Будет ли заключенный B казнён?», тогда в случае положительного ответа вероятность казни А действительно бы уменьшалась с 2 ⁄₃ до ½.

К вопросу можно подойти и с другой стороны: если A помилуют, стражник скажет любое имя наугад; если A казнят — стражник скажет того, кого казнят вместе с A. Так что вопрос не даст A никакого дополнительного шанса на помилование.

Источник статьи: http://ru-wiki.ru/wiki/%D0%9F%D0%B0%D1%80%D0%B0%D0%B4%D0%BE%D0%BA%D1%81_%D0%9C%D0%BE%D0%BD%D1%82%D0%B8_%D0%A5%D0%BE%D0%BB%D0%BB%D0%B0