Savants paradox, jag köper den inte!

Ventilera dina personliga funderingar om smått och stort.

Moderator: Moderatorgruppen

Användarvisningsbild
Johan Ågren
Administratör
Inlägg: 3367
Blev medlem: 15 jan 2003 00:58
Ort: Gävle

Savants paradox, jag köper den inte!

Inläggav Johan Ågren » 27 aug 2004 12:56

Så här:

-------------------

Tänk dig att du är med i en frågesport på TV. Framför dig finns tre dörrar. Bakom två
av dem är det tomt, och bakom den tredje står en bil, som du vinner förutsatt att du väljer
rätt dörr (du skall alltså välja någon av de tre dörrarna - dörr A, B eller C).
Låt oss säga att du väljer dörr A. Programledaren öppnar nu dörr C, och bakom denna
dörr är det tomt. Du kan därmed dra slutsatsen att bilen antingen finns bakom dörr A eller B.
Men du får göra ett val: vill du stå kvar vid dörr A eller byta dörr till dörr B? Vad skall du
göra för att ha störst chans att vinna?

Svar: Man kan tro att det inte spelar någon roll om man byter eller står kvar, att chansen är
lika stor oavsett hur man gör. Men om man byter dörr är chansen dubbelt så stor att man vinner
bilen som om man står kvar.

-------------

Om jag singar ett mynt och får klave fyra gånger på raken så har sannolikheten visserligen ökat att jag ska få krona, men jag kan även tänka att detta femte kast är det första och då är det 50% chans igen. I stundens situation så är väl alltid sannolikheten 50% om det är en tvåsidig möjlighet? Anta att du har två kronor, och så singlar du den ena fyra gånger, och så vid det femte kastet så har du en tävling mellan mynt 1 och mynt 2, och singlar dessa båda samtidigt. Det skulle väl vara absurt att satsa pengar på det mynt som redan har singlats fyra gånger, för att det har en större chans att plötsligt få krona? Chansen är lika stor för båda mynten (även om sannolikheten är större för det ena myntet att serien ska vända.)

Situationen ovan kan testas och att man förbereder ett mynt som fått fyra i serie, och sedan tävlar med detta mynt och ett okastat mynt. Sannolikheten kommer inte att öka att det "erfarna" myntet får en högre vinstprocent. Tänk om man kunde "ladda" mynt med sannolikhet och sedan använda när man tävlar med det. Skulle vara bra att ha några i plånboken. Kan kanske till och med sälja dem som "sannolikhetsmynt" för två kronor styck :) Tycker härmed att jag har dementerat denna "paradox". Eller vad tycker ni? Har jag kanske en bra affärsidé: vad är ett mynt som fått tio i serie värt??

Här är sannolikhetskalkylen som uppbådar paradoxen:

Först kan vi titta på vad som händer om programledaren inte vet var bilen är (eller inte bryr sig om det). Då kan du jämföra med två slumpmässiga val, eller tärningskast, där du först "slår" bildörr, tomdörr1 eller tomdörr2 (ditt dörrval) med sannolikheten 1/3, och programledaren sedan "slår" någon av de två kvarvarande dörrarna med sannolikheten 1/2. Du får då 6 möjliga kombinationer/händelser, alla med samma sannolikhet, nämligen 1/3 * 1/2 = 1/6..

a) du slår bildörr. P slår tomdörr1.
b) du slår bildörr. P slår tomdörr2.
c) du slår tomdörr1. P slår bildörr.
d) du slår tomdörr1. P slår tomdörr2.
e) du slår tomdörr2. P slår bildörr.
f) du slår tomdörr2. P slår tomdörr1.

Om nu programledaren har öppnat en tom dörr, så betyder det att någon av händelserna a, b, d eller f har inträffat.
De händelser som innebär att du bör stå kvar vid din dörr är a och b.
De händelser som innebär att du bör byta dörr är d och f.
Sannolikheten för varje händelse är lika stor.
Du har alltså samma chans att vinna bilen om du står kvar, som om du byter dörr.

Men om programledaren vet var bilen är och VÄLJER att inte öppna den dörren, så bryts slumpmässigheten. Du får följande schema:

a) du slår bildörr med sannolikhet 1/3. P väljer tomdörr1 med sannolikhet 1/2. 1/3 * 1/2 = sannolikhet 1/6.
b) du slår bildörr med sannolikhet 1/3. P väljer tomdörr2 med sannolikhet 1/2 . 1/3 * 1/2 = sannolikhet 1/6.
c) du slår tomdörr1 med sannolikhet 1/3. P väljer bildörr med sannolikhet 0. 1/3 * 0 = sannolikhet 0.
d) du slår tomdörr1 med sannolikhet 1/3. P väljer tomdörr2 med sannolikhet 1. 1/3 * 1 = sannolikhet 1/3.
e) du slår tomdörr2 med sannolikhet 1/3. P väljer bildörr med sannolikhet 0. 1/3 * 0 = sannolikhet 0.
f) du slår tomdörr2 med sannolikhet 1/3. P väljer tomdörr1 med sannolikhet 1. 1/3 * 1 = sannolikhet 1/3.

Händelserna då du bör stå kvar vid din dörr,. a och b, uppstår med sannolikheten 1/6 + 1/6 = 1/3 .
Händelserna då du bör byta dörr, d och f, uppstår med sannolikheten 1/3 + 1/3 = 2/3.

2/3 är en dubbelt så stor chans som 1/3 och du bör alltså byta dörr.

Lite enklare kan det uttryckas så här:
Du ställer dig framför bildörren med 1/3 sannolikhet. Du ställer dig framför en tom dörr med 2/3 sannolikhet.
Sen öppnar P med absolut säkerhet (sannolikhet 1) en tom dörr.
Nu har du bara "din" dörr och den andra oöppnade dörren att välja på.
Sannolikheten att du står framför framför bildörren är fortfarande 1/3.
Och sannolikheten att du står framför en tom dörr är fortfarande 2/3. Dvs, sannolikheten att bilen finns bakom den andra
oöppnade dörren är 2/3. Du bör alltså byta dörr.



Johan

Användarvisningsbild
hovnarr
Moderator
Inlägg: 2732
Blev medlem: 26 jul 2004 10:39
Ort: Början

Inläggav hovnarr » 27 aug 2004 13:10

Såsom paradoxen formuleras får man nästan anta (anser jag) att programledaren vet var bilen står, för att inte råka ut för att i själva verket öppna en dörr bakom vilken det råkar stå en bil. Vet han däremot inte det så blir det som att singla slant och man tjänar inget på att byta.

Problem av den här typen blir lättare att lösa om man tar ett extremfall. Låt oss säga att det finns 100 dörrar och en bil bakom en av dem. Du bestämmer dig för en (99% säkert en tom dörr). Programledaren vet var bilen står. Han öppnar därför 98 tomma dörrar och frågar om du vill välja om. Antingen valde du rätt från början (1% chans), eller så valde du en tom dörr och den andra dörren är oöppnad helt enkelt för att det är där bilen står (99% chans). Du bör byta dörr.

I fallet med 100 dörrar är det bara en riktigt tursam ovetande programledare som kan öppna 98 dörrar utan att uppenbara bilen.

Användarvisningsbild
Johan Ågren
Administratör
Inlägg: 3367
Blev medlem: 15 jan 2003 00:58
Ort: Gävle

Inläggav Johan Ågren » 27 aug 2004 13:33

här slår man in öppna dörrar. :) Jag trodde de menade att sannolikheten ackumulerades som i mitt myntexempel.

Johan

Användarvisningsbild
Tore
Inlägg: 614
Blev medlem: 09 apr 2004 21:16

Inläggav Tore » 27 aug 2004 13:40

Förstår inte ditt myntexempel. Du skriver att sannolikheten ökar men att chansen förblir oförändrad. Vad menar du med det? Chansen och sannolikheten är väl samma sak?

Användarvisningsbild
Camilla
Inlägg: 447
Blev medlem: 12 aug 2004 16:33
Ort: Uppsala

Re: Savants paradox, jag köper den inte!

Inläggav Camilla » 27 aug 2004 13:51

Johan Ågren skrev: Om jag singar ett mynt och får klave fyra gånger på raken så har sannolikheten visserligen ökat att jag ska få krona


:?:

Nej, sannolikheten att få krona i det femte kastet är 50%. Sannolikheten att få krona är alltid 50%, förutsatt att det är ett idealt mynt. Detta är helt oberoende av vad man fått tidigare. 8)

Vänligen
Camilla

J R Auk
Inlägg: 8233
Blev medlem: 19 apr 2004 00:44
Ort: En borgerlig miljö

Inläggav J R Auk » 27 aug 2004 14:08

Sett ur seriens perspektiv så påverkas väl sannolikheten?

Det är väl det som Johan menade antar jag.

Jag singlar och vill inte ha krona.
Kast 1 = 50 %
Kast 2 = 25 %
Kats 3 = 12,5
osv
osv

Kast 10 kommer ge en sannolikhet på 50 % i det enskilda kastet, men kast 10 i serien kommer ge en betydligt mindre sannolikhet, då kronan får ett minne då vi som betraktare har placerat myntet i en relation till dess tidigare utfall.

Men när vi ändo är här och disskuterar så har jag en fråga till er matematik begåvade.

Kalle ger Sara en chans att vinna 100 kr, mot 100 kr satsade.
Vadet går ut på att Sara får 100 slag på sig att slå hundra med en 100 sidig tärning.

Ska Sara anta vadet, och framför allt hur räknar man ut det på lättast sätt?
The decisions of bureaucracy are frequently reduced to Yes or No answers to drafts submitted to it; the bureaucratic way of thinking has become the secret model for a thought allegedly still free. But the responsibility of philosophical thought in its essential situations is not to play this game. A given alternative is already a piece of heteronomy. - Theodor W. Adorno

Användarvisningsbild
hovnarr
Moderator
Inlägg: 2732
Blev medlem: 26 jul 2004 10:39
Ort: Början

Inläggav hovnarr » 27 aug 2004 14:12

Jag tror Johan är fullt medveten om detta och att han med chansen menar utfallet i ett givet kast och med sannolikheten att få en viss serie utfall för ett antal kast. Men att just serien kl-kl-kl-kl-kr eller kl-kl-kl-kl-kl ska uppkomma har givetvis samma sannolikhet. Men man borde då kunna säga att det är större sannolikhet (fem gånger större om jag tänker rätt) att ett och endast ett av de fem kasten är krona än att alla fem är klave.

Användarvisningsbild
hovnarr
Moderator
Inlägg: 2732
Blev medlem: 26 jul 2004 10:39
Ort: Början

Inläggav hovnarr » 27 aug 2004 14:19

Jag räknar bara med gymnasiematte, så det kan bli fel men jag skulle säga så här:

Sara har 63% chans att slå 100 minst en gång med 100 kast och bör därför anta vadet.

Betrakta ett kast:

P(100) = 0,01
P(1-99) = 0,99

Betrakta 100 kast:

P(1-99, 100 kast) = 0,99^100 = 0,366

P (100, 100 kast) = 100-37 = 63%

P.S. Intressant att notera är att sannolikheten att misslyckas ökar med tärningens storlek. Det vore alltså några procent mer fördelaktigt om vadet gällde minst en 6 på en 6-sidig tärning på 6 kast, och några promille mindre om det gällde en 1000 på en 1000-sidig tärning. En slant är ännu bättre, P(klave) minst en gång på två kast är ju hela 75%.

P.S. 2. Hur stor tärning behövs för att sannolikheten ska bli 50%? Lös ut x ur ((x-1)/x)^x = 0,5 (x>2). För x = 10^6 har vi fortfarande bara rört oss till 0,367.. så om det går behövs det en störstjävla tärning. Det kanske inte går att nå 50% sannolikhet? Någon fysiker kanske vet vad P går mot när x går mot oändligheten.

Användarvisningsbild
Tore
Inlägg: 614
Blev medlem: 09 apr 2004 21:16

Inläggav Tore » 27 aug 2004 14:25

Det är möjligt. Johan får väl berätta om det var så han menade.

Vad gäller Sara så har hon som sagt 63% chans att vinna, så det kan väl vara något att satsa på, kanske. Men det beror förstås på om hon har råd att riskera att förlora pengarna.

Intressant att nämna i sammanhanget kan vara att om man låter Sara slå N gånger med en N-sidig tärning så går sannolikheten att vinna mot 1-1/e, då N går mot oändligheten och där e är basen för den naturliga logaritmen.

Användarvisningsbild
hovnarr
Moderator
Inlägg: 2732
Blev medlem: 26 jul 2004 10:39
Ort: Början

Inläggav hovnarr » 27 aug 2004 14:37

går sannolikheten att vinna mot 1-1/e


Se där!

Användarvisningsbild
Johan Ågren
Administratör
Inlägg: 3367
Blev medlem: 15 jan 2003 00:58
Ort: Gävle

Inläggav Johan Ågren » 27 aug 2004 14:39

Glöm det... Här lurar minsan hela naturvetargardet i stargroparna. Har ni en emaillista för sådana här genanta tillfällen eller?

Jag tror Johan är fullt medveten om detta och att han med chansen menar utfallet i ett givet kast och med sannolikheten att få en viss serie utfall för ett antal kast


Just så.

Även om sannolikheten att slå en femserie är liten så är inte chansen/sannolikheten någon annan än 50% om man väl lyckats få till en fyrserie. Det var så jag trodde att de som skrivit exemplet trodde. Man kan inte säga att chansen är liten att slå en serie på fem när man redan slagit en serie på fyra, det kan man bara göra innan man börjat slå i huvud taget. Så det är nog ingen idé att försöka sälja "preparerade" mynt, eller kanske ändå :D

Enda gången jag tänkt på sannolikhet tidigare var när jag försökte räkna ut ett system för roulette, och fick hela klassen att satsa pengar... :oops:

Johan

Användarvisningsbild
hovnarr
Moderator
Inlägg: 2732
Blev medlem: 26 jul 2004 10:39
Ort: Början

Inläggav hovnarr » 27 aug 2004 14:51

Rouletteparadoxen är också lite kul... Om man för ögonblicket rationaliserar bort den gröna nollan kan man tänka sig följande spelsystem vid raka förluster

1- 1 kr på svart
2- 2 kr på svart
3- 4 kr på svart
4- 8 kr på svart
5- 16 kr på svart

Osv. tills man vinner en gång och då har vunnit en krona (då exempelvis 8 - (1+2+4) = +1). Repetera tills du kräks. Paradoxen har dock två problem:

1) I verkligheten har systemet en taskig timlön...
2) För att vara helt säker på att lyckas varje gång du repeterar kedjan måste du ha en oändligt stor pott

Men, tänker jag då, tänk om man bara behöver repetera kedjan en enda gång. "Vadå, och vinna en spänn?" Nej, och vinna en miljon med en god sannolikhet, förutsatt att du är miljardär (och har en pott som är 1000 ggr större än första insatsen). Och det är därför kasinon har maxinsatser... Och små gröna nollor, så att de hur som helst vinner i längden.

Användarvisningsbild
Tore
Inlägg: 614
Blev medlem: 09 apr 2004 21:16

Inläggav Tore » 27 aug 2004 16:14

Jag vet inte hur de som missbedömer Savants paradox tänker, men de flesta av oss är överhuvudtaget ganska dåliga på att bedöma sannolikheter intuitivt. Den finns en mängd exempel på detta, men just nu kommer jag bara på ett: Om man har en skolklass med 30 elever, hur stor är sannolikheten att det finns några i klassen som delar födelsedag? De flesta bedömer intuitivt att sannolikheten är ganska liten, kanske 10% eller så. I själva verket är den drygt 70% (antaget att barnens födelsedagar är slumpmässigt fördelade över året).

Stefan
Inlägg: 1926
Blev medlem: 01 jun 2004 01:17
Ort: Stockholm

Inläggav Stefan » 27 aug 2004 16:48

hovnarr, Tore/ Tack för de skickligt utförda och tydligt formulerade uträkningarna. F ö tror jag att man skriver P.P.S., inte P.S.2. Iaf skriver Gandalf så i sitt brev till Frodo som fastnar hos Barliman i Sagan om Ringen.

J R Auk
Inlägg: 8233
Blev medlem: 19 apr 2004 00:44
Ort: En borgerlig miljö

Inläggav J R Auk » 27 aug 2004 18:54

Stefan skrev:hovnarr, Tore/ Tack för de skickligt utförda och tydligt formulerade uträkningarna. F ö tror jag att man skriver P.P.S., inte P.S.2. Iaf skriver Gandalf så i sitt brev till Frodo som fastnar hos Barliman i Sagan om Ringen.


Woot :lol:
Hehe här har vi referenser som verkligen lämnar oss utan vidare önskningar.
The decisions of bureaucracy are frequently reduced to Yes or No answers to drafts submitted to it; the bureaucratic way of thinking has become the secret model for a thought allegedly still free. But the responsibility of philosophical thought in its essential situations is not to play this game. A given alternative is already a piece of heteronomy. - Theodor W. Adorno


Återgå till "Tankar och känslor"

Vilka är online

Användare som besöker denna kategori: 8 och 0 gäster