蒙提霍尔问题模拟器

在经典三门概率问题中比较换门与不换门策略,清晰查看预期获胜次数和胜率。

蒙提霍尔问题模拟器
选择试验次数,比较概率理论预测的长期结果。

关于蒙提霍尔问题

蒙提霍尔问题是源于电视游戏节目情境的著名概率谜题。三扇关闭的门后藏着一份奖品和两只山羊。你先选一扇门,知道奖品位置的主持人随后打开另一扇门,并且总是露出山羊。你可以保留最初的选择,也可以换到剩下的另一扇关闭的门。虽然只剩两扇门,它们的获胜概率却并不相同。 最初选中的门后有奖品的概率为三分之一,有山羊的概率为三分之二。主持人开门并不会提高原选门的获胜概率,因为他受到规则约束:既不能打开你选的门,也不能露出奖品。当你最初选错时,也就是三分之二的情况,另一扇未打开的门后必定是奖品。因此,只要初选错误,换门就会获胜,成功概率为三分之二。 不换门仅在初选正确时获胜,约占游戏的 33.3%。换门在初选错误时获胜,约占 66.7%。本模拟器显示预期获胜次数,在整数试验次数允许的范围内尽量保持这些精确的理论比例。进行 300 次试验时,不换门预期获胜 100 次,换门预期获胜 200 次。次数不能被三整除时,会在保持总数不变的前提下进行舍入。 这个谜题违反直觉,是因为人们常把主持人的行为当成随意移除一扇门。如果由不知情的人随机开门,而且可能意外露出奖品,所获得的信息和条件概率就会不同。但在标准问题中,主持人始终知道奖品的位置,总是打开山羊门,并且总是提供换门机会。这些规则使被排除门的信息集中到剩下的备选门上。 也可以想象有 100 扇门。你选一扇,选对的概率为百分之一。知情的主持人打开 98 扇山羊门,只留下你选的门和另一扇门关闭。这时更容易理解:初选错误的百分之九十九概率集中到了唯一的备选门上。三门版本遵循完全相同的逻辑。 模拟用于说明长期概率,并不保证短期序列的结果。换门可能连续输掉几局,不换门也可能暂时看起来更好。随着独立游戏次数增加,实际观察到的胜率通常趋近三分之一和三分之二。策略结论不变:在标准规则下,换门将获胜概率从三分之一提高到三分之二,也就是翻倍。

蒙提霍尔问题示例

预期结果展示了换门优势如何随游戏次数增加而变化。

试验次数预期获胜次数说明
3 局不换门 1;换门 2最小的完整组展示了三分之一与三分之二的比例。
300 局不换门 100;换门 200换门的预期获胜次数是不换门的两倍。
1,000 局不换门 333;换门 667整数舍入确保全部 1,000 个结果均被计入。
30,000 局不换门 10,000;换门 20,000较大次数仍保持相同的理论百分比。

如何使用模拟器

  1. 输入要比较的游戏次数,范围为一至一百万。
  2. 点击“运行模拟”,将预期结果分配给两种策略。
  3. 查看坚持最初选择时的获胜次数和胜率。
  4. 将这些数值与换到另一扇关闭的门的结果比较。
  5. 增加试验次数,观察三分之一和三分之二的理论胜率保持稳定。

蒙提霍尔问题常见问题

为什么换门更有利?

最初选中的门只有三分之一的概率正确。知情的主持人排除了一个错误选项,因此换门会在其余三分之二的游戏中获胜。

打开一扇门后,概率不是各一半吗?

不是,因为主持人有意打开山羊门,而不是在所有门中随意选择。这种知情行为使原选门仍保持三分之一的获胜概率。

不换门也能赢吗?

可以,最初选中的门后是奖品时,不换门就会获胜。这大约发生在三分之一的游戏中,因此换门有优势,但并不能保证单局必胜。

这个结论需要哪些假设?

主持人知道奖品位置,总是露出山羊,从不打开你选中的门,并且总是提供换门机会。改变这些规则可能改变条件概率。

为什么短期结果可能不同?

随机样本自然会围绕理论概率波动。独立游戏次数越多,观察到的比例通常越接近三分之一和三分之二。