별이 흐르는 카페
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옛날 어떤 대학 입시 문제로,
조커를 뺀 트럼프 카드 52장중에서 카드 1장을 뽑은 뒤,
어떤 카드인지 확인하지 않고
상자에 넣었다.
그리고 남은 카드를 잘 섞은 다음 3장을 뽑았는데, 3장 다 다이아였다.
이 때, 상자 안의 카드가
다이아일 확률은 얼마인가?
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이런 문제입니다.
이 문제가 좀 헷갈리게 만들어 져 있습니다.
주석을 달자면 덱에서 한장의 카드를 뽑아 상자에 별도로 빼 놓습니다.
그리고 남은 51장을 섞고 3장의 카드를 뽑아 확인해 봅니다. 이 때 별도로 뽑아 놓은 카드가 다이아일 확률은 얼마나 되는가.
이런 문제입죠.
인터넷의 구도는 10/49 vs 1/4 입니다.
정답은 10/49입니다.
처음의 확률이 1/4이기 때문에 그 뒤에는 무슨 짓을 하더라도 1/4라고 생각하기 쉽습니다.
하지만 처음 뽑은 카드가 있더라도 그 자리에서 확인을 안하면 나중에 뽑은 것과 큰 차이는 없습니다.
그리고 다르게 생각해 보자면 분명히 처음 사건(카드를 한장 빼서 상자에 놔둔 것)은 두번째 사건(카드를 다시 섞고 3장을 뽑아 확인하는 것)에 영향을 받지 않는 것은 사실입니다. 하지만 거꾸로 생각해 보면 두번째 사건이 첫번째 사건의 영향을 받는 것은 명백하고, 두번째 사건의 결과는 첫번째 사건에 의해 영향을 받습니다. 그리고 두번째 사건의 결과로 첫번째 사건의 결과를 추론할 수 있습니다만..
이건 좀 복잡하죠.
첫번째 방식으로 생각하는 것이 편합니다.
그러면 문제를 바꿔 보겠습니다.
조커를 제외한 52장의 카드에서 3장의 오픈카드와 1장의 히든카드를 뽑았다. 이 때 오픈카드가 모두 다이아몬드라면 히든카드가 다이아몬드일 확률은?
폭주 고양이
이렇게 생각해 보죠.
먼저 카드를 한장(히든카드) 빼 놓습니다. 섞습니다. 세장을 뺍니다.
이 상황에서는 네장의 엎어진 카드와 카드뭉치가 나옵니다.
카드를 섞습니다. 카드 네장을 뺍니다. 그 중 하나를 임의로 히든카드로 지정합니다.
역시 네장의 엎어진 카드와 카드뭉치가 나옵니다.
카드 세개를 섞습니다. 카드 세장을 뺍니다. 한번 더 섞습니다. 카드 한장(히든카드)을 뺍니다.
역시 네장의 엎어진 카드와 카드뭉치가 나옵니다.
히든카드를 처음에 뺐을 때와 동시에 뺐을때, 나중에 뺐을 때 차이가 발생할까요?
뭔가 했더니 '확률로 따지는 순서'논란으로 "카드 확인이 먼저다.", "카드 선택이 먼저다."로 슈뢰딩거 이야기까지 나온 논란의 확률문제이군요. 이게 일본의 대학 입시 문제로 나왔다고 들은 것 같은데...
쿨럭...일본에서 조차도 이 문제로 논란이 크게 있었다는 군요.
대략 1997년 이전의 "입시 문제 정답집"에 있는 문제인듯합니다. 그때 답은 1/4로 쓰여있었다고 합니다.
헌데, 지금(2000, 2006년도부터) 답은 대부분 10/49로 가고 있군요.
참고 링크
http://plaza.harmonix.ne.jp/~k-miwa/magic/something/diamond3.html
http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1127025916
http://d.hatena.ne.jp/daiya591/00000003
http://samidare.halfmoon.jp/mathematics/Trump10_49/index.html
ps. 설마 고등수학의 확률부문과 대학수학의 확률부문 차이로 답이 갈라지는 건 아니겠지요? 대학생때 고등교육에서 배운 내용 중에 대학에서 부정하는 것들이 많아서 살짝 이해하기에 힘들었던 생각이 납니다.
재밌는 문제네요. 잘 생각해 봤는데, 정답은 아무래도 10/49가 맞지 않나 싶습니다.
이 문제를 정확히 표현하면
"52장중에 4장을 무작위로 뽑았는데, 그중 3장이 다이아였다면 나머지 한장도 다이아일 확률은 무엇인가?"
가 되는게 맞을 것 같은데요...
x = (52장중에 4장을 뽑고 4장이 모두 다이아일 확률)
y = (52장중에 4장을 뽑고 3장이 다이아일 확률)
x = (13 / 52) * (12 / 51) * (11 / 50) * (10 / 49)
y = (13 / 52) * (12 / 51) * (11 / 50)
정답은 x/y = 10/49
가 될것 같은데.. 다른 분들 생각은 어떠신지 궁금하네요.
음... 10/49가 맞는 것 같군요.
엑셀을 이용해 2000만개의 사례로 조사해 본 결과입니다. (첨부 문서)
확률은 오묘하군요...
원본은 22메가를 넘기 때문에 (...) 첨부하지 못했습니다.
첨부된 문서에는 하나의 사례만 넣었고, 실제 계산용 파일에는 5천개씩 20묶음, 10만개의 사례를 한번에 돌렸습니다.
이걸 200번 돌려 수치를 수집하여 평균을 냈습니다.
혹시 엑셀이 없는 분들을 위해 텍스트로도 첨부합니다. 수식이 난잡한건 양해 바랍니다. (...) 쉬운 수식만 쓰다 보니...
다른 홈페이지에서도 봤는데 저도 10/49가 맞다고 생각합니다. 만약 순서가 영향을 주지 않는거라면 13개 뽑았더니 죄다 다이아라 남은 카드가 분명히 다이아가 아닐 이 상황에서도 1/4이 답이되어야겠죠. 전 몬티홀 문제도 비슷하게 이해하고 있습니다...문이 3개이기 때문에 헷갈리는거지 문 100개 중에 사회자가 98개 열어주고 선택을 하라 한다면 당연히 문을 바꾸겠죠..사실 조건부확률이란거 잘 다루는데 왜 갑자기 순서라는게 중요시되면서 뒤의 정보는 앞에 영향을 안준다 라는 말이 나오는 지 부터가 좀 이해가 안되긴 합니다만..;;
문제가 틀린 겁니다. 해석하기에 따라 두 가지 이상의 답이 나온다면, 그건 문제 오류일 뿐입니다.
학문을 하는 사람 입장에서라면, 조건부 확률의 개념으로 순서에 따라 정보가 업데이트되는 대목은 꽤 중요한 겁니다.
그 대목을 잘 정리해서 확장한다면, 시간의 흐름을 반영해서 정보가 추가됨에 따라 확률값이 달라지는 것도 계산 가능합니다.
베이지안 정리에 기반한 베이지안 업데이트 이론이 뜨는 이유가 바로 그거죠. 게임 이론 쪽에서도 베이지안 게임이 이슈이구요.
이 문제랑 비슷한 게 퀴즈쇼에서 3개의 문 중 하나의 문 뒤에 상품이 있고, 하나를 선택하면 사회자가 남은 두 개 중 정답이 아닌 하나를 보여주었을 때 선택을 바꾸는 게 좋냐, 아니냐는 문제인데.. 이것도 확률은 그대로인 것 같지만 시뮬레이션을 돌려보면 무조건 바꾸는 게 확률이 높죠..
극단적인 경우를 생각하면 쉽습니다.
만약에 1장의 카드를 고르고 뒤집어둔 후 13장의 카드를 뽑아 확인하였더니 모두 다이아 였다.
그렇다면 처음에 뽑은 카드가 다이아일 확률은? 1/4 인가 0 인가?
어느 시점에서의 확률인가가 중요한 것이지요.
문제에서는 이 때, 라는 단어는 3장의 카드를 확인하고 난 이후이니 10/49가 맞습니다.
아. 제라툴님 저도 그거 보고 깜짝 놀랐습니다.
상관 없을 것 같지만 바꾸는 게 항상 확율이 높다는 거...
그냥 그럴싸해 보이는 것과 실제 결과는 아주 다르더군요.
순서에 의해서 1/4이 맞습니다. 다만 마지막에 바뀐 문제는 역시 순서에 영향을 받습니다.
3장을 먼저 뽑고 히든카드를 뽑았다면 10/49가 맞지만, 순서가 바뀐다면 확률 또한 바뀌게 됩니다.