三囚人問題

三囚人問題は以下のような確率論の問題である。ベイズの定理によって、解を求めることができる。

ある監獄にA、B、Cという3人の囚人がいて、それぞれ独房に入れられている。罪状はいずれも似たりよったりで、近々三人まとめて死刑にされる予定になっている。ところが恩赦が出て3人のうち1人だけ助かることになったという。誰が恩赦になるかは明らかにされておらず、それぞれの囚人が「私は助かるのか?」と聞いても看守は答えない。
囚人Aは一計を案じ、看守に向かってこう頼んだ。「私以外の2人のうち少なくとも一人が死刑になるはずだ。その者の名前が知りたい。私のことじゃないんだから教えてくれてもよいだろう?」
すると看守は「Bは死刑になる」と教えてくれた。それを聞いて囚人Aは「これで助かる確率が1/3から1/2に上がった」とひそかに喜んだ。はたして囚人Aが喜んだのは正しいか?

結論からいえば、「囚人Aの解答は正しくない」ということになる。

ベイズ定理に基づいたベイズ推定の方法論によって、この問題は解くことができる。

ベイズ確率は、以下のようにあらわされる。


(Bの条件下でAiが生起する確率。nは考えられうるAの状況の数)



これによれば、看守の発言の下で囚人Aが助かる確率は、

Aが助かる確率をP(A)、看守が「Bが処刑される」と答える確率をP(D)とすると、

P(A|D)=(P(A)P(D|A))/(P(A)P(D|A)+P(B)P(D|B)+P(C)P(D|C))
      =(1/2)/(1/2+0+1)
      =1/3
となり、実際は囚人Aが助かる確率は変化しない、ということがわかる。
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  • 第10回
  • ベイズの定理
最終更新:2012年06月25日 20:49
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