Rätsel? Stochastik

Hi!
Ich hab hier ein Rätsel, aber es passt auch nicht ganz zu den Knobeleien unten. Es steckt ein Fehler in der Mathematisierung, aber ich merk einfach nicht so. Bzw. ich hab eine Ahnung, aber ich mach es jetzt mal wie beim Publikumsjoker und möchte keinen beeinflussen.
Vielleicht sollte ich im Studium doch mehr als eine Vorlesung in Stochastik hören, aber Numerik ist viel toller und der eine Prof, den wir in Stochastik haben, ist einfach nicht fähig (weil überfordert. Man sollte eingrenzen, wenn man zumindest eines richtig machen will…). Naja, aber genug davon. Hier das Rätsel:

Hans im Glück bekommt ein Geschenk von Principe Joaquim: Zwei Schatzkisten. Und
Joaquim sagt dazu:
In einer der beiden Kisten -ich sage dir nicht, in welcher -ist das Zehnfache
von dem, was in der anderen ist. Eine der beiden Kisten darfst du behalten.
Und bevor du entscheidest, welche der beiden Kisten du behalten mochtest,
darfst du sogar in eine der beiden hineinsehen und schauen, wieviel Euro darin
sind. Du darfst auch wählen, in welche du hineinschauen mochtest. Aber du
darfst natürlich nur in eine hineinschauen, bevor du wählst
Fein, denkt sich Hans, und er uberlegt sich:
Wenn ich eine der beiden Kisten offne, werde ich dort einen Betrag vor-
finden - nennen wir diesen Betrag G. Der Betrag in der anderen Kiste, A,
hat dann entweder den zehnfachen Betrag oder auch nur den zehnten Teil des
Werts von G, und zwar beides je mit der Wahrscheinlichkeit 0,5. Also ist der
Erwartungswert für A einfach auszurechnen durch
E(A)= P (A = 10G)10G + P (A =0, 1G)0, 1G =5G + 0, 05G =5,05G.
Das heißt, wenn ich dann die andere Kiste nehme, erwarte ich darin im Schnitt
mehr als das Fünffache von dem, was in der ersten Kiste ist.
Soweit, so klar, denkt sich Hans, und will eben die eine der beiden Kisten offnen, schon
wissend, dass er danach die andere behalten wurde, als ihm Bedenken kommen:
Mit derselb en Logik müsste ich doch auch vorgehen, wenn ich von vornherein die andere Kiste wählte.
Und dann würde ich doch die Kiste behalten, die
ich jetzt sozusagen nur zum Schein wähle…
¨
Wir aber fragen uns mit Hans, wo denn der Fehler seiner Uberlegung steckt.

Mal gespannt, was euch dazu einfällt.

Gruß
Christina

Hallo Christina,

Die Rechnung ist grundsätzlich nicht falsch, aber unvollständig.
Sie wäre richtig, würde der Principe selbst eine Kiste Öffnen und Hans dann entscheiden lassen.
So jedoch muss man von vorne anfangen.

  1. Hans wählt eine Kiste aus. Deren Inhalt ist: 0,5*10G+0,5*0,1G=5,05G

Ein Wechsel bedeutet jetzt einen erwarteten Gewinn/Verlust von:
0,5*(10G-5,05G)+0,5*(0,1G-5,05G)=0,5*(4,95G-4,95G)=0

Es ist also egal ob Hans wechselt oder nicht.

Liebe Grüße,

Max

Auch hallo.

Ein derartiges Rätsel wird auch im Buch „Denkste! Trugschlüsse aus der Welt des Zufalls und der Zahlen“ von Walter Krämer -wenn auch in anderer Form- behandelt.
Leider müsste ich daheim mal nachschauen, wo DER Fehler liegt…

Bis dann
mfg M.L.

hi,

Die Rechnung ist grundsätzlich nicht falsch, aber
unvollständig.
Sie wäre richtig, würde der Principe selbst eine Kiste Öffnen
und Hans dann entscheiden lassen.
So jedoch muss man von vorne anfangen.

  1. Hans wählt eine Kiste aus. Deren Inhalt ist:
    0,5*10G+0,5*0,1G=5,05G

Ein Wechsel bedeutet jetzt einen erwarteten Gewinn/Verlust
von:
0,5*(10G-5,05G)+0,5*(0,1G-5,05G)=0,5*(4,95G-4,95G)=0

das ist alles völlig richtig. und natürlich ist völlig wurscht, welche kiste er wählt.

man kann dem paradoxon, das sich im (wenig realen, aber mathematisch hier unterstellten) fall, dass der principe unermesslich reich ist und über jeden geldbetrag verfügen kann, aber nicht wirklich ausweichen. das paradoxon wird dadurch erzeugt, dass mittel- bzw. erwartungswerte additiv berechnet werden - auch wenn die zugrundeliegenden werte multiplikativ (hier: über den faktor 10) zusammenhängen.
wenn hans die kiste mit 100 euro aufmacht, weiß er, dass in der anderen 10 euro oder 1000 liegen. er verliert bei wechsel entweder 90 euro oder gewinnt 900. also wird er im einzelfall wechseln. er kann durch wechseln immer viel mehr (nämlich: additiv mehr) gewinnen als verlieren.

das paradoxon löst sich in der realität auf; denn kein fürst ist unermesslich reich. es treten damit implizite annahmen über die höhe des fürstlichen einsatzes dazu und hans ist gut beraten, den betrag der ersten kiste zu akzeptieren, wenn er glaubwürdig „hoch“ ist. was „glaubwürdig hoch“ ist, hängt vom anzunehmenden reichtum des fürsten (und vielleicht von noch ein paar faktoren) ab.

hth
m.

Dankeschön!
So hatte ich mir das auch gedacht. Dass eben die Entscheidung, welche Kiste er zuerst nimmt auch miteinbezogen werden muss. Nur mathematisieren konnte ich es nicht.

Grazie (auch an die anderen!) :o)
Christina

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

Zitate aus Walter Krämers Taschenbuch…
Hallo die Damen und Herren.

Seite 131ff - Der Tausch der Briefe, oder wie man Geld aus nichts erzeugt
[…]die Logik stimmt, aber die Annahmen sind falsch[…]sie widerspricht einem zentr. Satz der mod. WKstheorie, nämlich daß a.d. Menge aller rat. Zahlen wie auch a.d. Menge aller nat. Zahlen keine Gleichverteilung möglich ist. Oder in norm. Deutsch: Es ist unmöglich, eine zufällige Auszahlung mit unendl. vielen Möglichk. so zu konstr., daß alle denkbaren Beträge gleich wahrscheinlich sind.[…]es gibt eine Obergrenze, die wir niemals überschreiten[…]Der erw. alias durchschn. Erlös bei Tausch ist 2x*[W(G=x|G=x oder G=x/2)] + x/2 * W[G=x/2|G=x oder G=x/2)], und das kann sowohl größer als auch kleiner sein als x, je nach Vert. d. Zufallsvariablen G. In d. Praxis wird die Verteilung von G so aussehen, dass hohe Werte immer unwahrscheinlicher werden[…]

So einfach kann alles sein :wink:
Literatur: http://www.google.de/search?q=%22bayesian+resolution…

mfg M.L.