蒙提霍尔问题(Monty Hall Problem)

蒙提霍尔问题,亦称为蒙特霍问题或三门问题(英文:Monty Hall Problem)[1],是一个源自博弈论的数学游戏问题,大致出自美国的电视游戏节目Let's Make a Deal。问题的名字来自该节目的主持人蒙提·霍尔(Monty Hall)。

Monty_Hall这个游戏的玩法是:参赛者会看见三扇关闭了的门(X、Y、Z),其中一扇的后面有一辆汽车,选中后面有车的那扇门就可以赢得该汽车,而另外两扇门后面则各藏有一只山羊。当参赛者选定了一扇门(例如X),但未去开启它的时候,知道门后情形的节目主持人会开启剩下两扇门的其中一扇(例如Y),露出其中一只山羊。主持人其后会问参赛者是坚持原来的选择(即X)呢,还是换另一扇仍然关上的门(即Z)。那么,哪一个选择赢得汽车的概率更大?

换另一扇门赢得汽车的概率更大,为2/3;而坚持原来的选择赢得汽车的概率为1/3。因此,更好的选择是“换”。

证明如下[2]

令CX、CY、CZ分别代表门X、Y、Z藏有车的事件,令HY代表主持人打开门Y的事件。由于问题假定参赛者刚开始选择了门X,并且主持人后来打开了门Y,则只有当车在门Z时,换门才是一个更好的策略,即,参赛者换门而赢得车的概率为P{CZ|HY},根据贝叶斯定理,有:


在上面的计算过程中,我们假定,当主持人有两扇门可以打开时(即,车在门X后面),会等可能地打开任意一扇门;由于主持人不会打开有车的那扇门,所以有P{CY|HY}=0,因此

参考:
[1] http://zh.wikipedia.org/wiki/蒙提霍尔问题
[2] Problem 32:"Monty Hall, Cars, and Goats". Classic Problems of Probability. Wiley, 2012.

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