蒙提霍爾問題模擬器

在經典三門機率問題中比較換門與不換門策略,清楚查看預期獲勝次數及勝率。

蒙提霍爾問題模擬器
選擇試驗次數,比較機率理論預測的長期結果。

關於蒙提霍爾問題

蒙提霍爾問題是以電視遊戲節目情境為基礎的著名機率謎題。三扇關閉的門後藏著一份獎品與兩隻山羊。你先選一扇門,知道獎品位置的主持人接著打開另一扇門,而且一定會露出山羊。你可以維持原本的選擇,或改選剩下的另一扇關閉的門。雖然只剩兩扇門,兩者的獲勝機率並不相等。 第一次選中的門有三分之一機率藏著獎品,三分之二機率藏著山羊。主持人開門不會提高原選門的勝率,因為他受到限制:不能打開你選的門,也不能露出獎品。當你一開始選錯,也就是三分之二的情況,另一扇未開的門後一定是獎品。因此,初選錯誤時換門就會獲勝,成功機率為三分之二。 不換門只在初選正確時獲勝,約占遊戲的 33.3%。換門則在初選錯誤時獲勝,約占 66.7%。本模擬器顯示預期次數,在整數試驗次數允許的範圍內盡量保留精確的理論比例。進行 300 次試驗時,不換門預期獲勝 100 次,換門則為 200 次。無法被三整除的次數會經過四捨五入,同時維持總數不變。 這個問題令人覺得違反直覺,是因為人們常把主持人的行為當成隨意移除一扇門。如果由不知情的人隨機開門,而且可能意外露出獎品,資訊與條件機率就會不同。然而,標準問題中的主持人一定知道獎品位置、一定打開山羊門,也一定提供換門機會。這些規則使被排除門的資訊集中到剩餘選項上。 另一種理解方式是想像有 100 扇門。你選一扇,選對的機率是百分之一。知情的主持人打開 98 扇山羊門,只留下你的門與另一扇門關閉。此時就更容易看出:初選錯誤的百分之九十九機率集中在唯一的替代選項上。三門版本的邏輯完全相同。 模擬呈現的是長期機率,不是短期結果的保證。換門可能連輸幾局,不換門也可能暫時看似更好。隨著獨立遊戲次數增加,觀察到的勝率通常會接近三分之一與三分之二。策略結論仍然不變:在標準規則下,換門會讓獲勝機率從三分之一提高到三分之二,也就是加倍。

蒙提霍爾問題範例

預期結果說明換門優勢如何隨遊戲次數增加而變化。

試驗次數預期獲勝次數說明
3 局不換門 1;換門 2最小完整組呈現三分之一與三分之二的比例。
300 局不換門 100;換門 200換門的預期獲勝次數是不換門的兩倍。
1,000 局不換門 333;換門 667整數四捨五入確保全部 1,000 個結果都被計入。
30,000 局不換門 10,000;換門 20,000大量次數仍維持相同的理論百分比。

如何使用模擬器

  1. 輸入想比較的遊戲次數,範圍為一到一百萬。
  2. 選取「執行模擬」,將預期結果分配至兩種策略。
  3. 查看維持最初選門時的獲勝次數與勝率。
  4. 將這些數值與改選剩餘關閉門的結果比較。
  5. 增加試驗次數,觀察三分之一與三分之二的理論勝率保持穩定。

蒙提霍爾常見問題

為什麼換門比較好?

初選的門只有三分之一機率正確。知情的主持人排除了一個失敗選項,因此換門會在其餘三分之二的遊戲中獲勝。

打開一扇門後,機率不是各半嗎?

不是,因為主持人刻意打開山羊門,並非從所有門中隨機選擇。這項知情行動使原選門的機率仍維持三分之一。

不換門也能贏嗎?

可以,只要初選的門後藏著獎品,不換門就會贏。這約占三分之一的情況,所以換門有優勢,但不能保證單局必勝。

解答需要哪些假設?

主持人知道獎品位置、總是揭露山羊、不會打開你選的門,而且一定提供換門機會。更改這些規則可能改變條件機率。

為什麼短期結果可能不同?

隨機樣本自然會在理論機率附近波動。獨立遊戲次數愈多,觀察到的比例通常愈接近三分之一與三分之二。