概率期望--三门问题及其变形
事件和条件
以下概率均为古典概率模型,暂时不讨论几何概型。
这两个东西是我自己定义的,算概率之前,必须搞清楚事件和条件的区别,下面提两个搞不清楚事件和条件导致的问题。
三门问题
有三个门,一个门后面有汽车,另外两个门后面是山羊。
你可以先选择一个门,之后主持人打开一个门,门后是山羊
问此时两个门后有汽车的概率是多少
思考方式一(错误)
每个门后有山羊的概率是相等的,打开一个门不会影响另外两个门的状态,故另外两个门后有山羊的概率是相等的,故答案为 \(50\%\)
思考方式二(不严谨)
另外两个门有山羊的概率是 \(\frac{2}{3}\),排除一个选项,所以选择的门后有山羊的概率是 \(\frac{1}{3}\),另一个门的概率为 \(\frac{2}{3}\)。
不知道叫什么名字的问题
有个酒鬼,每天各有 \(30\%\) 的概率去 \(A,B,C\) 三个酒吧,还有 \(10\%\) 的概率呆在家。
一个警察要找他,警察已经找了 \(A,B\) 酒吧,都没找到他,问在 \(C\) 酒吧找到酒鬼的概率。
思考方式一(错误)
在酒吧的概率是 \(90\%\),\(A,B\) 都没找到,说明一定在 \(C\),所以在 \(C\) 找到酒鬼的概率是 \(90\%\)。
这个思路和上一个问题思考方式二类似,但是是错误的,因此说它不严谨。
思考方式二(不严谨)
已知不在 \(A,B\) 酒吧,那么在 \(C\) 酒吧和在家的概率之比是 \(3:1\),因此答案为 \(75\%\)。
这种方式的问题在哪里不必多说了。
解释
思考这个问题前应该回到概率定义的几个要素:样本空间,样本点,事件。
一个事件的概率被定义为事件大小除以样本空间大小。
三门问题
第一个问题中,样本空间的大小为 \(3\),需要计算在某个不被选择的门后面是羊的情况下,选择的门后面是车的概率。
事件的大小为 \(1\),因此概率为 \(\frac{1}{3}\),另一个不被选择的门后面有车,其事件大小为 \(2\),因为最初样本空间中在两个门后的样本点都属于该事件(如果是这两个事件之一,那么没被打开的另一扇门后必定是车)。
推广到 \(n\) 门问题,主持人随机打开一个未被选择且没有车的门,那么样本空间大小为 \(1\),不改变选择的事件大小为 \(n-2\),改变选择的事件大小为 \(n\)。
酒吧问题
事件域
通常解决一个概率问题需要明确事件域,即我们关心的所有事件,如果事件域不合法,那么
某个样本空间不正确导致的悖论
假设选的门是 \(1\) 号,已知 \(2\) 号门没有车,那么 \(3\) 号门有车的概率是 $$
我们需要明确问题中这个概率定义是在哪个样本空间下的,问题中样本空间的大小很明显是 \(3\),而在被开的门后是山羊的事件大小为 \(2\)