换还是不换?

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  在美国的电视游戏节目let’s make a deal中出现了这样一个问题.假如你是参赛者,你被带到三扇门前,在这三扇门后面有两只山羊和一辆小汽车,当你选中有汽车的门后你就可以把汽车开回家.显而易见选中汽车的概率为1/3.可正当你选好一扇门后,知道门背后物品的主持人忽然为你打开了一扇背后一定有山羊的门,并说:“现在我为你排除了一扇门,这两扇门背后是山羊和汽车.我给你一次机会,你可以换另一扇门.你想选择另一扇门吗?”
  这里的转换选择会成为优势吗?
  多数看过题目的人第一反应是换和不换的概率是一样的,都是1/2.假设这三扇门分别为A、B、C,而你一开始选了A门,主持人在B、C中排除了有羊的B门.A门是汽车的概率为1/3,C门为汽车的概率也是1/3,所以换和不换的中奖概率是一样的,都是1/3.
  这样想有一个问题,即忽视了主持人排除山羊的条件.套用上一个想法中的字母,一开始你选了A门,选中汽车的概率为1/3,这没错.此时你没有选中的概率为2/3,而车在B、C门后面的概率就为2/3,此时主持人排除了有山羊的B门,那C门中奖概率就从1/3变到了2/3.
  也就是C继承了B的概率,打个比方理解一下.有1 000张彩票中只有1张能中奖.在这1 000中至少有一张中奖的概率就是100%.此时你是第一个兑奖的,那么你中奖的概率只有1/1000,可假设你是最后一个兑奖的,前面有999个人都没有中奖,这相当于排除了999张没有中奖的彩票,剩下一张必定中奖,那么你中奖的概率为100%.
  让我们把这个问题套到彩票上.有3张彩票,只有一张能中奖,分给两个人,a分到一张,b分到两张.a中奖概率为1/3,b中奖概率为2/3.然后有人排除了b的一张不能中奖的彩票,那么b手上剩下的一张彩票中奖的概率就为2/3. a和b换彩票a中奖的概率就为2/3.同理,在上面的问题中换门中奖的概率为2/3.
  让我们再换一种严谨的方式证明换门的概率为2/3.
  还是以ABC命名这三个门.假设A有车,B、C是羊.
  第一种:你选了A,主持人任意排除B门或C门,你换门,不中奖;
  第二种:你选了B,主持人只能排除C门,你换门,中奖;
  第三种:你选了C,主持人只能排除B门,你换门,中奖.
  由此可见换门中奖的概率的确为2/3.
  虽然2/3这个答案在逻辑上并不矛盾,但却十分违背直觉,科学就是这样有趣.请记住一句话:“概率存在于被给予的条件下,而不能寄托在实际物体上.”
  (指导教师:刘 佳)
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