24.10.2006 kl. 23:34

Ég er búinn að vera að stúdera líkindafræði alveg á milljón í tengslum við Bayesianisma. Fyrir vikið langar mig til þess að koma með smá gátu. Þeir sem þegar kunna svarið mega ekki svara -- og ekkert svindl með því að gúgla!

Gátan er eftirfarandi:

Heiðarlegur þáttastjórnandi hefur sett upp þrjár hurðir. Bak við eina hurðina er taska með milljón krónum, en bak við hinar tvær dyrnar er kartafla. Það er engin leið til þess að greina hvað er bak við hvaða hurð. Þáttastjórnandinn segir við þig:

"Leikreglurnar eru eftirfarandi: Fyrst tilgreinir þú á einhverja hurð, og síðan opna ég eina af hinum hurðunum sem er með kartöflu. Að því loknu færð þú að velja hvort þú viljir halda þig við fyrstu hurðina sem þú valdir, eða skipta yfir í hina hurðina."

Þú byrjar á því að benda á hurð númer 1. Þáttastjórnandinn opnar hurð númer 3 og sýnir þér kartöfluna þar á bak við.

potato door

Spurningin er eftirfarandi: Ef maður vill eignast milljónina, hvort er betra að halda sig við upprunalegu hurðina eða að skipta um hurð?


22 comments have been posted
Add Comment | RSS Feed

Steinn | 25.10.2006 kl. 00:15
Steinn

Ég er alveg pottþéttur á því að það sé einhvers konar skrítið twist í þessu. Ég myndi halda að það væri betra að velja næstu hurðina, nema að þú teldir þig geta breytt kartöflu í milljón krónur, sem maður gæti kannski ef maður væri besti kartöflubóndi í heiminum.

Halldór Eldjárn | 25.10.2006 kl. 00:16
Halldór Eldjárn

Líkurnar á að milljónin sé á bakvið hurðina sem þú valdir eru 50/50 eftir að búið er að opna eina kartöfluhurð. Meira get ég ekki hugsað í bili. Þetta er eitthvað svona tricky :P

Sindri | 25.10.2006 kl. 00:18
Sindri

Er þetta ekki bara þannig að í byrjun eru 33.333...% líkur á að þú veljir rétta hurð. Svo þegar þú velur hurð þá opnar þáttastjórnandinn eina hurð og þá eru 2 eftir. Þannig eru 50% líkur á að hurðin, sem þú valdir ekki í byrjun, geymi milljónina. Þ.a.l. er alltaf betra að velja hurðina sem þú giskaðir ekki á í byrjun.

Sindri | 25.10.2006 kl. 00:19
Sindri

Því það er að sjálfsögðu betra að eiga 50% möguleika á milljón heldur en 33.33...%

Sindri | 25.10.2006 kl. 00:30
Sindri

Þú segist vera allur í Bayesískri líkindafræði þessa dagana en ég fæst hins vegar þessa dagana aðallega við að reikna út hverjar líkurnar séu á að mæling á spunaástandi spuna-1/2 agnar í einhverju spunaástandi gefi spuna 1/2. Þetta getur verið frekar þreytandi skal ég segja þér.

Sindri | 25.10.2006 kl. 00:36
Sindri

Ah...nei ég svaraði þessu rangt. Það eru auðvitað 66.66...% líkur á að milljónin sé á bakvið hurðina sem þú valdir ekki í byrjun. Þess vegna er betra að skipta um hurð.

Sveinbjörn | 25.10.2006 kl. 00:38
Sveinbjörn

Já, þetta er rétt Sindri. Hvernig fékkstu það út? ;)

Sindri | 25.10.2006 kl. 00:41
Sindri

Vegna þess að það eru 66.66.. % líkur á að milljónin sé á bakvið hinar 2. Þó svo að þáttastjórnandinn opni eina hurð þá minnka ekkert líkurnar heldur eru þær enn 66.66...%. En upprunalega eru ávallt 33.33...% á fyrsta hurðin sé rétt.

Ég kannast nú samt eitthvað við þetta. Það er samt mjög auðvelt að ruglast í svona líkindareikningi.

Sveinbjörn | 25.10.2006 kl. 00:52
Sveinbjörn

Þetta er ekki alveg rétt hjá þér, Sindri. Þ.e.a.s. ástæðan sem þú gefur. Ég ætla að pósta svarinu á næstu mínútum.

Sindri | 25.10.2006 kl. 01:06
Sindri

Eh...jú þetta er víst rétt hjá mér. Þú ert kannski að misskilja mig.

Sindri | 25.10.2006 kl. 01:09
Sindri

1. Umferð: 33.33...% líkur á að velja rétt 66.66...% líkur á að milljónin sé á bakvið hinar tvær
2. Umferð: Þáttastjórnandi opnar 1 hurð af þessum tveimur sem þú ekki valdir, það eru enn 66.66..% líkur á að milljónin sé á bakvið hurðina þá hurð sem þú valdir ekki.

Þ.a.l. eru líkurnar 2x meiri á að milljónin sé á bakvið hurðina sem þú valdir ekki því hurðin sem þú valdir í byrjun er með 33.333 % líkur á að geyma milljónina.

Sindri | 25.10.2006 kl. 01:10
Sindri

Hvað er rangt við það, Sveinbjörn???? Ég held að þetta sé pottþétt rétt hjá mér, ekki nema Bayesísk líkindafræði hafi upp á eitthvað annað að bjóða, eitthvað heimspekilegra.

Sveinbjörn | 25.10.2006 kl. 01:10
Sveinbjörn

Með því að beita Bayesískum útreikningum fáum við eftirfarandi:

Íhugum byrjunarstöðuna. Hurð 1 er valin, en hinar dyrnar hafa ekki verið opnaðar. Líkurnar að peningarnir séu bak við hurð 1 P(C1) og líkurnar á að peningarnir séu bak við hurð 3 P(C3). Sitt hvorar líkur eru 1/3. Líkurnar á að þáttastjórnandinn opni hurð númer 3, P(03), er 1/2, sbr.:

P(O3)
= P(C1)×P(O3 | C1) + P(C2)×P(O3 | C2) + P(C3)×P(O3|C3)
= 1/3*1/2 + 1/3 * 1 + 1/3 * 0
= 1/2

Fyrir vikið eru líkurnar á að peningarnir séu bak við hurð 2, skv. Bayes:

P(C2|O3)
= ( P(C2|O3) * P(C2) ) / P(O3)
= ( 1 * 1/3 ) / (1/2)
= 2/3

Sveinbjörn | 25.10.2006 kl. 01:12
Sveinbjörn

Trikkið er í raun það að líta á vandan út frá valkostum þáttastjórnandans, en ekki sínum eigin. Þetta virkar counter-intuitive því maður á það til að hugsa einungis um valkostina sem maður sjálfur stendur frammi fyrir þegar maður reiknar líkindin.

Sindri | 25.10.2006 kl. 01:19
Sindri

well, þetta er allavega rétt þó svo að ég hugsi þetta aðeins öðruvísi. T.d. getum við útvíkkað dæmið. Segjum sem svo að ég leggi 1000 spil á borðið og leyfi þér að velja eitt. Þá eru 1/1000 að þú veljir rétt spil í byrjun en 999/1000 að rétta spilið sé í bunkanum á borðinu. Ég fletti síðan hinum 998 spilum og skil 1 eftir, en þá eru 999/1000 líkur á að það sé rétta spilið en einungis 1/1000 á að upprunalega spilið sé rétt.

En svona líkindafræði getur gert mann gráhærðan. Gef skít í Bayes. ;)

Dolli | 25.10.2006 kl. 03:21
Dolli

Fyndið að þú skulir pósta þessu, það var akkurat verið að fara yfir þetta fyrir tölvufræði hlutan af einum kúrsi í síðustu viku. Þetta er hið svo kallað Monty Hall vandamál http://en.wikipedia.org/wiki/Monty_Hall_problem þetta er frekar snúið að átta að samfæra sig á þessu en trickið er að fatta að þáttarstjórnandin hefur a priori knowledge sem maður getur nýtt sér. Anners er bayes mjög svalur og er einn öflugasta leið til að sortera út ruslpóst. Ertu annars en þá í foundations of probabillitry kúrsinum?

Sveinbjörn | 25.10.2006 kl. 14:30
Sveinbjörn

Já, einmitt, the Monty Hall problem it is.

En nei, Dolemite, ég hætti í Foundations of Probability. Kennarinn var leiðinlegur.

Dagur | 25.10.2006 kl. 17:48
Dagur

Þetta þarf ekkert að vera flóknara heldur en bara nákvæmlega eins og Sindri setti þetta upp. Fyrst þegar þú velur hurð eru 1/3 líkur á að þú fáir vinning. Svo það eru 2/3 líkur á því að þú hafir ekki valið rétt. Þáttastjórandinn opnar pottþétt hurð með kartöflu svo hann er í raun að leyfa þér að velja tvær hurðir. Annars var víst uppi mikið fjaðrafok meðal stærðfræðinga og fræðimanna þegar þetta vandamál kom fyrst fram, mér skilst í einhverju tímariti. Það vildu allir hafa þetta 50/50.

Halldór Eldjárn | 25.10.2006 kl. 23:16
Halldór Eldjárn

Það er ekkert mál að finna svar við þessu á netinu. Notar bara Altavista eða Live.

"og ekkert svindl með því að gúgla!"

Það kemur google ekkert við.

Now call that problem solving!

Sveinbjörn | 26.10.2006 kl. 00:40
Sveinbjörn

;) Það er auðvitað hægt að snúa út úr e-u svona endalaust.

sigurgeir þór | 27.10.2006 kl. 01:14
Unknown User

Ef að þáttastjórnandinn segir "opna ég eina af HINUM hurðunum sem eru með kartöflu" hlýtur að borga sig að skipta, því hann myndi hann ekki opna aðra hurð ef þú giskaðir rangt í byrjun...

Dagur | 31.10.2006 kl. 19:21
Dagur

Málið í þessu er að í þeim tilfellum sem vinningurinn er ekki bakvið hurðina sem maður velur fyrst fær maður vinninginn ef maður breytir vali sínu. Segjum að við endurtökum þennan leik milljón sinnum og teljum hversu oft vinningurinn er á bakvið hurðina sem maður velur fyrst. Niðurstaðan verður að í einum af hverjum þrem tilfellum er hann þar og í tveimur af hverjum þrem ekki (eða ansi nálægt þessu).
Jæja, maður semsagt fær vinninginn ef maður breytir vali sínu í þeim tilfellum sem hann er ekki bakvið upphaflegt val. Þau tilfelli eru 2/3 af öllum tilfellum. Þar af leiðir...