何補齋
何補齋

竊思平生所學,何補於國計民生?

兩道數學考題,看似簡單卻是難。歡迎來挑戰

兩道有關機率的問題,問題很簡單,但能想出正確答案,一點都不簡單。

讀了二本書,都提到一道數學題,先考考大家:

某癌症檢驗的準確率為90%,而依統計資料顯示,台灣五十至六十歲男性約有千分之一罹患此種癌症,今有一名五十五歲之台灣男性至醫院進行此項檢驗(檢驗過程並無錯誤),為陽性反應。問:該名男性真的罹患該癌症之機率為何?

據書中所說,能答對這題的人相當少。曾經對英國一羣醫生加以類似的測試,結果答對率遠低於一成。

在往下看之前,請先動腦、動筆想一想答案吧!(我承認,我在第一時間也是答錯的。)

上題的答案是約0.89%。

不要懷疑,在題設條件下,你在醫院接受了一項準確率高達百分之九十的癌症篩檢,就算是陽性反應,你真正得到癌症的機率還不到百分之一。

算法如下:

1. 以一萬名50-60歲的台灣男性為例,依統計數據,約有千分之一即10人罹患此種癌症,另9990人沒有罹患此種癌症。

2. 此癌症篩檢的準確率是90%。因此上述10個罹癌的人中,有9個會驗出陽性反應,1個會驗成陰性反應(偽陰性)。另9990個沒有罹癌的人中,有8991人會驗出陰性反應,另999人會驗出陽性反應(偽陽性)。

3. 承上,驗出陽性反應的人總共有9+999=1008人,其中9個是真的罹癌的,另999個是沒有罹癌的(偽陽性)。

4. 因此一個被檢驗出陽性反應的患者,其真正罹癌的比率是9/1008=0.0089=0.89%。

(解答結束)

現實世界中,罹癌人口雖然不少,但和總人數相比,比例相當低,往往不到千分之一。因此,在現實世界中,如果到醫院接受癌症檢驗,醫生告訴你是陽性反應,而這個檢驗的準確性是百分之九十時,你大可不必覺得這是世界末日,因為你真正罹癌的機率其實還不到百分之一。

如果這題你答錯了,我建議您可以找《如何用數字唬人:用常識看穿無所不在的數字陷阱》這本書來看看。相當有幫助!

如果你答對了,請再接受下一題測驗:

你參加某一個益智節目獲得了勝利,可以玩猜猜大獎在那一道門後面的遊戲。總共有A、B、C三道門,你選了A這道門,這時候,主持人打開了B這道門,顯示後面沒有大獎,並給你一個機會,問你是否要更換為C這道門。請問,以追求數學上的中獎機率而言(別說你的幸運符號是A),換或不換才是明智的抉擇,換或不換的中獎機率是多少?或者,兩者的機率根本是一樣的?

這一題能答對的人更少。非常非常非常的少。很多人就算看到了解答也還是不懂。

在往下看之前,請先動腦動筆想一想答案吧!(我承認,我在第一時間也是答錯的。)

答案是「要換」。換成C的中獎機率是2/3,堅持A的中獎機率是1/3,因此你換門的結果,使中獎機率提高了二倍。

我知道,很多人無法接受這個答案。當年,連數學系的知名教授都不能接受這個答案。

解答大致如下:

(我不確定讀者是否看得懂,因為我曾經費盡唇舌解釋,就是有人聽不懂,還說我亂扯、書亂寫。)

1. 一開始有A、B、C三道門,你不論選A或B或C,你中獎的機率都是1/3。

2. 而你選了A,換言之,大獎在A門後面的機率是1/3,在B門或C門後面的機率是2/3(即1/3+1/3=2/3)。

3. 主持人打開了B門,大獎不在B門後面。請注意,這並不是一個隨機的事件,因為主持人他已經知道B門的後面並沒有大獎,所以才打開他。不是隨機的事件,就不能用機率來處理。

4. 此時你如果堅持選A門,那你得獎的機率始終是三分之一。如果你選擇了C門,那麼因為主持人介入的關係,你的得獎機率將是B+C的三分之二。

5. 結論:你要換,才能提高中獎的機率。

我相信,看完了解答,還是有人不相信這個結論。因為這好像違反了人類的直覺。

不過,如果把題目極端化一些,也許就可以比較清楚。

設若此題有一千道門,其中有一道門後面有大獎,你選了其中一道門,中獎機率是千分之一,大獎在另九九九道門後的機率是千分之九九九,今天,主持人在那九九九道門中打開了其中九九八道,只剩下其中一道,問你換不換?

我想,依人類的直覺,應該也會換了吧!

如果你答錯了,建議看看這本《醉漢走路 - 機率如何左右你我的命運和機會》。

如果你之前並沒有接觸過這兩個問題,第一次在本文看到,居然就答對了,我只能說你太強,智商可比唐鳯。小弟在此膜拜頂禮!

茲為記。

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