硬币抛起时,你的心已做出最优选 | 决策论“举一反三”深度攻略:典型例题精讲
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2025-12-20
决策论深度解题攻略:你的“心币”就是最优解
💡 阿星精讲:决策论 的本质
想象一下,当你抛出一枚硬币时,重要的不是它落地后的正反面,而是它在空中时,你心中期望的那个结果。这个“期望”,其实就是你的大脑在瞬间完成了一场复杂的计算:权衡了所有可能结果 \( (x_1, x_2, ..., x_n) \) 及其发生的概率 \( (p_1, p_2, ..., p_n) \),并快速评估了每个结果对你的“效用” \( U(x_i) \)。决策论,就是把这个潜意识里的博弈模型,用数学语言 \( E[U] = \sum_{i=1}^n p_i \cdot U(x_i) \) 显式地表达出来。它告诉我们,理性决策的核心在于最大化期望效用,而那个你“希望”出现的面,往往就是你的直觉处理器为你算出的最优解。
🔥 经典例题精析
题目:某公司面临一个项目投资决策。方案A:若市场景气(概率 \( p = 0.6 \)),可获利 \( \$100\text{k} \);若市场萧条(概率 \( 1-p = 0.4 \)),将亏损 \( \$30\text{k} \)。方案B:稳定收益 \( \$20\text{k} \)。假设决策者以期望货币价值(EMV)为标准,应如何选择?
方案B: \( EMV_B = 1.0 \times 20 = 20 \)。
3. 比较与决策: 因为 \( EMV_A = 48 > EMV_B = 20 \),根据最大化EMV准则,应选择方案A。
口诀:
概率权重乘收益,期望价值心中记;两相比较择其大,理性决策不靠猜。
🚀 举一反三:变式挑战
将背景换成“农产品种植决策”。作物甲:若风调雨顺(概率 \( 0.7 \)),亩产收益 \( \$800 \);若遇灾害(概率 \( 0.3 \)),损失 \( \$200 \)。作物乙:稳定收益 \( \$300 \)/亩。同样以EMV决策,应选哪种作物?
在经典例题中,若决策者最终认为方案A与方案B无差异(即EMV相等),那么市场景气的概率 \( p \) 应该是多少?这时的“心币”期望完全平衡。
引入效用函数 \( U(x) = \sqrt{x} \)(\( x \) 为以千为单位的收益,且 \( x \geq 0 \))。对于方案B的稳定收益 \( \$20\text{k} \),其效用固定为 \( U(20) \)。问:在变式二求出的临界概率 \( p \) 下,一个拥有此效用函数的风险厌恶者,会选择方案A还是方案B?
答案与解析
经典例题答案: 选择方案A,其EMV为 \( 48 \)(千元)。
变式一解析:
计算EMV:
作物甲: \( EMV_{\text{甲}} = 0.7 \times 800 + 0.3 \times (-200) = 560 - 60 = 500 \)。
作物乙: \( EMV_{\text{乙}} = 300 \)。
因为 \( 500 > 300 \),应选择作物甲。
变式二解析:
设方案A与方案B无差异,即 \( EMV_A = EMV_B \)。
列方程: \( p \times 100 + (1-p) \times (-30) = 20 \)。
解得: \( 100p - 30 + 30p = 20 \) → \( 130p = 50 \) → \( p = \frac{50}{130} = \frac{5}{13} \approx 0.3846 \)。
即当市场景气概率约为 \( 0.3846 \) 时,两方案期望价值相等。
变式三解析:
在 \( p = \frac{5}{13} \) 时,方案A的期望效用(EU)为:
\( EU_A = \frac{5}{13} \times U(100) + \frac{8}{13} \times U(0) \)。注意,亏损 \( 30 \) 千在此效用函数下被视为收益为 \( 0 \)(因为函数定义域和现实约束)。
\( U(100) = \sqrt{100} = 10 \), \( U(0) = 0 \)。
故 \( EU_A = \frac{5}{13} \times 10 + \frac{8}{13} \times 0 = \frac{50}{13} \approx 3.846 \)。
方案B的效用为: \( U(20) = \sqrt{20} \approx 4.472 \)。
比较得: \( EU_B \approx 4.472 > EU_A \approx 3.846 \)。
因此,这位风险厌恶者(其效用函数为凹函数)会放弃具有相同EMV但存在风险的方案A,转而选择确定性的方案B。这解释了为何在相同数学期望下,不同风险偏好会导致不同决策。
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