5

Приветствую!

Не могу понять смысл проблемы Монти Холла. Решил провести эксперимент и опытным путем определить соотношение победителей/проигравших. Вот сам скрипт.

Вопрос: Кто может на пальцах объяснить, что я делаю не так? Почему результаты моей симуляции расходятся с теми, о которых говорится в статье?

Развернутый вопрос. Сделал такой класс:

function MontyHallState()
    {
    // Изначально все 3 двери — закрыты:
    this.doors = [0, 0, 0];
    this.doorsOpened = 0;

    // За одной из дверей есть приз:
    this.prize = Math.floor(Math.random() * 3);

    // Игрок выбрал одну из дверей:
    this.choice = Math.floor(Math.random() * 3);

    this.openDoor = function()
        {
        /*
        Если осталось закрытыми меньше 3 дверей,
        то ф-ция возвращает false, иначе —
        «открывается» случайная дверь, за которой нет приза, при этом
        не та, которую выбрал игрок —
        должны быть удовлетворены условия:
        this.doors[openDoor] === 0
        и
        openDoor !== this.choice
        */
        }

    this.changeChoice = function()
        {
        /*
        Значение this.choice должно поменяться таким образом, что
        новое значение должно отличаться от текущего, при этом
        не должно указывать на уже открытую дверь —
        должно быть удовлетворено условие
        this.doors[this.choice] === 0
        */
        };
    }

Алгоритм симуляции:

  1. Для тех, кто хочет менять первоначальный выбор:

    a. Создаем экземпляр объекта (выбор двери сделан)

    b. Открываем дверь, за которой точно нет приза

    c. Меняем выбор

  2. Для тех, кто уверен в первоначальном выборе:

    a. Создаем экземпляр объекта (выбор двери сделан)

    b. Открываем дверь, за которой точно нет приза

Сравниваем значения членов prize и choice. Если значения совпадают — приз получен.

Проделаем этим манипуляции по 10000 раз для обоих вариантов поведения (еще раз — скрипт). Я увидел следующие результаты:

Don't change choice

Winners: 3408

Losers: 6592


Change choice

Winners: 3345

Losers: 6655

Как видим, процент успеха для обоих случаев примерно одинаковый — ≈33%. Если Повторить опыт несколько раз, убедимся, что такой исход является обыкновением в этой ситуации.

Если рассматривать модель, при которой есть не 3, а 4 двери, окажется, что процент успеха будет составлять ≈25%.

Если опыт проведен верно, то можно ли Парадокс Монти Холла считать несостоятельным? Если опыт проведен неверно или сделаны не те выводы, то какие именно?

Спасибо.

7
  • @Bars: Что-то странное у вас в коде. Почему while (montyHall.openDoor())? По описанию парадокса, открытие дверей и смена решения происходит лишь один раз.
    – VladD
    Commented 28 дек. 2014 в 19:13
  • @VladD, просто я рассматривал так же и другие модели — с 4 и более дверьми. В случае с 3 дверьми (по умолчанию) этот цикл больше раза и не выполняется: > this.getRandomSecret = function(allowWin) { > var res = false; > if (this.doors.length - this.doorsOpened < 3) > return false; > ... > Если осталось закрытыми меньше 3 дверей, то ф-ция возвращает false
    – Bars
    Commented 28 дек. 2014 в 19:53
  • 1
    @Bars, откровенно говоря, тут все настолько предопределено, что в моделировании смысла нет. Для случая выбор не меняем -- очевидно, что угадываем в 1/3 случаев. А в случае меняем выбор получается такая ситуация: - угадали (1
    – avp
    Commented 28 дек. 2014 в 20:46
  • @avp, именно это я и вынес из статьи, именно это и не понял. Почему > не угадали (2/3) Почему не 2/3, а не 1/3 (а если точнее, то почему не 1/2)? И главное — почему результаты теста не сходятся с этими рассуждениями?
    – Bars
    Commented 28 дек. 2014 в 20:57
  • 1
    @Bars, Вы спрашиваете: "Почему не угадали -- 2/3"? Потому что угадали это 1/3 (1 == 1/3 + 2/3). А 1/2 тут вообще не при чем. При стратегии меняем выбор реально (все остальное это запутывающие слова) выбор делаем один раз (в самом начале выбирая одну дверь из трех, отсюда и 1/3). Далее все уже предопределено.
    – avp
    Commented 28 дек. 2014 в 21:25

2 ответа 2

5

Опыт проведён не верно. Чтобы получить вероятность 2/3 из Парадокса Монти-Холла, необходимо всегда менять выбор, когда ведущий просит выбрать дверь во второй раз.

Из статьи:

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), то есть если вы меняете дверь, вы выигрываете с вероятностью 2⁄3.

Для случае 4 и более дверей, ведущий открывает все двери с козами кроме одной двери (плюс ещё остаётся дверь с машиной). Одна из оставшихся дверей была выбрана игроком изначально.

  • вероятность что игрок выбрал изначально дверь с машиной равна 1/4
  • то есть вероятность что игрок выбрал изначально дверь с козой равна 3/4
  • остались две двери (за одной из них машина): одну из них изначально выбрал игрок. Если за ней коза (вероятность 3/4), то при смене двери игрок находит машину.

Чтобы прочувствовать решение, можно рассмотреть 1000 дверей:

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 еще одну. Очевидно, что вероятность нахождения приза за каждой из них вовсе не ½. Гораздо большая вероятность его нахождения, а именно 0.999, будет иметь место при смене решения и выборе двери отобранной из 999. В случае с 3 дверьми логика сохраняется, но вероятность выигрыша при смене решения ниже, а именно 2⁄3.

Симуляция на Питоне, подтверждает теорию:

#!/usr/bin/env python
import random

CAR, GOAT = 'car', 'goat'
DOORS = [CAR] + [GOAT]*2
win_keep = win_change = 0
for round in range(1, 10001):
    doors = list(DOORS)

    # make the first choice
    random.shuffle(doors)
    win_keep += (doors.pop() == CAR)

    # remove all but one door
    while len(doors) > 1:
        doors.remove(GOAT)

    # change the choice
    win_change += (doors[0] == CAR)

print("{:.1%} {:.1%}".format(float(win_keep)/round, float(win_change)/round))

Вывод

33.7% 66.3%

То есть 1/3 если не менять дверь и 2/3 если менять.

Чтобы провести тесты для 4 дверей достаточно кол-во коз изменить в определении DOORS.

4

@Bars, в комментарий не влезает, поэтому пример программы моделирования в виде ответа.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <time.h>

int
main (int ac, char *av[])
{
  int m = 3;
  if (av[1] && strcmp(av[1], "-d") == 0) {
    m = 1000;
    av++;
    if (av[1]) {
      m = atoi(av[1]);
      av++;
    }
    if (m < 3)
      m = 3;
  }
  int i, n = atoi(av[1] ? av[1] : "10000001"), nw1 = 0, nw2 = 0;
  if (n < 1) {
    srand(time(0));
    n = -n;
  } else if (!n)
    n = 10;

  // n rounds simulation for m doors 
  for (i = 0; i < n; i++) {
    int choice, car, door[m];
    memset(door, 0, sizeof(door[0]) * m);
    door[car = (rand() % m)] = 1;  // car
    // alg 1 -- first choice
    nw1 += door[choice = (rand() % m)];
    // alg 2 -- change door
    if (car != choice) 
      nw2++;
  }

  printf ("%d doors win simulations %d: no change -- %.2f%%  change -- %.2f%%\n", 
          m, n, (nw1 * 100.0) / n, (nw2 * 100.0) / n);
}

Компилировать gcc или g++, с аргументами (-d , +/-число циклов и т.п.) думаю, разберетесь...

Ваш ответ

Нажимая «Отправить ответ», вы соглашаетесь с условиями пользования и подтверждаете, что прочитали политику конфиденциальности.

Всё ещё ищете ответ? Посмотрите другие вопросы с метками или задайте свой вопрос.