扉を変えるだけで当選確率2倍!?|モンティ・ホール問題の不思議

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3つの扉のうち、1つだけに豪華な賞品が隠されています。

あなたが1つの扉を選ぶと、司会者が残りの扉から外れの扉を1つ開けました。

そして、こう尋ねます。

「最初に選んだ扉を、もう1つの閉じた扉に変更しますか?」

残った扉は2つ。どちらを選んでも50%に思えますよね。

ところが、扉を変えない場合の当選確率は約33.3%、変えた場合は約66.7%!

この不思議な確率の問題を「モンティ・ホール問題」と呼びます。

なぜ、扉を変えるだけで当選確率が2倍になるのでしょうか?

目次

モンティ・ホール問題とは?3つの扉のルール

まず、ゲームのルールを確認しましょう。

  1. 3つの扉のうち、1つだけに賞品が隠されている。
  2. あなたは3つの扉から1つを選ぶ。
  3. 司会者が、あなたの選ばなかった扉から外れの扉を1つ開ける。
  4. あなたは最初の扉を選び続けるか、残った別の扉に変更するかを決める。

ただし、重要な条件があります。

司会者は賞品の場所を知っていて、必ず外れの扉を開け、必ず変更する機会を与えてくれます。

最初に賞品がどの扉にあるかは、どれも同じ確率です。

この条件で考えると、扉を変える方が当たりやすくなります。

なぜ扉を変えると当選確率が2倍になる?

例えば、あなたが最初に「扉A」を選んだとしましょう。

賞品の場所は、A・B・Cの3通りです。

賞品の場所最初のAを選び続ける別の扉に変更する
扉A当たり外れ
扉B外れ当たり
扉C外れ当たり

※司会者は必ず、賞品のない扉を開けます。

表を見ると、最初の扉を選び続けて当たるのは3通りのうち1通りだけ。

一方、変更すると3通りのうち2通りで当たります。

つまり、

変更しない:1/3(約33.3%)

変更する:2/3(約66.7%)

となります。

最初に外れを選ぶ確率は2/3です。

そして、最初に外れを選んでいた場合、司会者がもう1つの外れを開けるため、残った別の扉には必ず賞品があります。

だから、最初の選択が外れだった2/3のケースで、扉を変更すると当たるのです。

残った扉は2つなのに、なぜ50%ずつじゃない?

ここがモンティ・ホール問題の最大の落とし穴です。

最初にあなたが選んだ扉の当選確率は1/3。

選ばなかった2つの扉に賞品がある確率は、合わせて2/3です。

司会者は、その2つの中から賞品のない扉を必ず開けます。

そのため、最初に選ばなかった2つの扉が持っていた2/3の確率は、残された1つの扉に集まります。

残った扉が2つでも、当選確率が同じとは限らないのです。

扉が100個だったら?

3つではなく、100個の扉があると考えてみましょう。

あなたが1つ選んだ後、司会者が残り99個の中から外れの扉を98個開けます。

残るのは、あなたが最初に選んだ扉と、もう1つの扉だけ。

この場合、

  • 最初の扉を選び続ける:1%
  • 残った別の扉に変更する:99%

となります。

100個の扉なら、変更した方が有利だと感じやすいのではないでしょうか?

3つの扉でも、考え方は同じです。

注意!司会者の行動が違えば答えも変わる

モンティ・ホール問題の答えが2/3になるのは、司会者の行動に決まったルールがあるからです。

例えば、司会者が賞品の場所を知らず、ランダムに扉を開けたとします。

その結果、たまたま外れの扉が開いた場合には、標準的な問題とは条件が変わります。

この場合、残った2つの扉の当選確率は、それぞれ1/2になります。

大切なのは、残った扉の数だけでなく、司会者がどのようなルールで扉を開けたかを確認すること。

確率は、条件によって答えが変わるのです。

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「どうして扉を変えた方が当たりやすいの?」と不思議に感じた人にぴったりの一冊です。

関連記事|ほかにもある!直感を裏切る確率の問題

モンティ・ホール問題のように、直感と数学の答えが食い違う現象は、ほかにもあります。

例えば、たった23人のグループで誰か2人の誕生日が一致する確率は約50.7%。なぜそんなに高い確率になるのかは、下記の記事で解説しています。

また、何度も外れが続くと「次こそ当たる」と思ってしまう心理も、確率の落とし穴の一つです。

下記の記事もあわせて読んでみてください。

まとめ|モンティ・ホール問題は扉を変える方が有利!

モンティ・ホール問題では、最初に選んだ扉を変える方が当たりやすくなります。

  • 変更しない場合:1/3(約33.3%)
  • 変更する場合:2/3(約66.7%)

その理由は、最初に選んだ扉が外れである確率が2/3だからです。

司会者が必ず外れの扉を開けてくれるため、最初に外れを選んでいた場合は、扉を変えることで当たりを選べます。

「残り2つだから50%ずつ」と考えず、そこに至るまでの条件を考える。

これが、モンティ・ホール問題から学べる数学の面白さです。

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参考・出典

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