Problem bocs Bertrand

bawd| Mae'r broblem yn dechrau gyda thri bocs, ac ni wyddwn eu cynnwys i ddechrau.
**Mae problem bocs Bertrand** (neu **baradocs bocs Bertrand**) yn broblem mewn damcaniaeth tebygolrwydd elfennol, a osodwyd gyntaf gan Joseph Bertrand yn 1889 yn ei waith *Calcul des probabilités*. Weithiau fe'i helwir yn baradocs gan fod ganddo ddatrysiad efallai yn anreddfol.

Mae yna dri bocs:

# bocs sy'n cynnwys dau ddarn aur,
# bocs sy'n cynnwys dau ddarn arian,
# bocs sy'n cynnwys un darn aur ac un darn arian.

Rydym yn dewis bocs ar hap ac yn tynnu un darn allan ohono ar hap. Os yw hynny'n digwydd bod yn ddarn aur, beth yw'r tebygolrwydd bydd y darn nesaf a dynnir o'r un blwch hefyd yn ddarn aur?

## Datrysiad 
Efallai mae'n ymddangos taw'r tebygolrwydd bydd y darn arian sy'n weddill yn aur yw , ond mewn gwirionedd, y tebygolrwydd yw .
bawd|300x300px| Problem bocs Bertrand: y tri chanlyniad sydd yr un mor debygol ar ôl dewis y darn aur gyntaf. Y tebygolrwydd o ddewis darn aur arall o'r un bocs yw 0 yn (a), ac 1 yn (b) ac (c). Felly, y tebygolrwydd cyffredinol o dynnu darn aur arall yw  +  +  = .
Dwy broblem sy'n debyg iawn yw broblem Monty Hall y Tri Charcharor.

### Esboniad 
Gallwn labeli'r tri bocs **GG** (dau ddarn aur), **SS** (dau ddarn arian), ac **GS** (un darn aur ac un darn arian). Mae un ffordd anghywir o feddwl am y broblem nawr yn rhoi tebygolrwydd o :

:* Yn wreiddiol, roedd y tri bocs yr un mor debygol o gael eu dewis.
:* Ni all y bocs a ddewisir fod y bocs **SS**.
:* Felly mae'n rhaid iddo fod bocs **GG** neu focs **GS**.
:* Mae'r ddau bosibilrwydd sy'n weddill yr un mor debygol. Felly'r tebygolrwydd taw'r bocs a ddewisir oedd **GG**, ac felly bod yr ail ddarn arian arall hefyd yn aur, yw .

Ond mae gwall yn y cam olaf. Er ei fod yn wir fod y ddau achos hynny'r un mor debygol yn wreiddiol, gan eich bod yn gwybod eich bod wedi dewis darn aur, mae'r tebygolrwyddau yn newid. Rydych yn sicr o ddod o hyd i ddarn aur pe byddech wedi dewis y bocs **GG**, ond dim ond 50% yn sicr o ddod o hyd i ddarn aur pe byddech wedi dewis y bocs **GS**, yn golygu eu bod ddim yr un mor debygol mwyach o ystyried eich bod wedi eisoes dod o hyd i ddarn aur. Yn benodol:

:* Y tebygolrwydd y byddai **GG** yn cynhyrchu darn aur yw 1.
:* Y tebygolrwydd y byddai **SS** yn cynhyrchu darn aur yw 0.
:* Y tebygolrwydd y byddai **GS** yn cynhyrchu darn aur yw .

I ddechrau mae **GG**, **SS** a **GS yr** un mor debygol \left(\mathrm{h.y., P(GG) = P(SS) = P(GS)} = \frac13\right). Felly, yn ôl theorem Bayes, y tebygolrwydd amodol taw **GG** yw'r bocs a ddewiswyd, o ystyried ein bod wedi arsylwi darn aur, yw:

: \mathrm{ P(GG \mid gweld\ aur) = \frac { P(gweld\ aur \mid GG)\times\frac13} { P(gweld\ aur \mid GG)\times\frac13+P(gweld\ aur \mid SS)\times\frac13+P(gweld\ aur \mid GS)\times\frac13 }} = \frac{\frac13}{\frac13}\times\frac{1}{1+0+\frac12} = \frac{2}{3}

Gallwn hefyd deillio'r ateb cywir o  fel a ganlyn:

* Yn wreiddiol, roedd pob un o'r chwe darn yr un mor debygol o gael eu dewis.
* Cafodd darn aur ei ddewis (**G**).
* Mae'r darn hwn naill ai'r darn aur yn bocs **GS**, y darn aur cyntaf yn **GG**, neu'r ail ddarn aur yn **GG**.
* Mae'r tri phosibilrwydd hyn yr un mor debygol, felly'r tebygolrwydd bod y darn yn dod o focs **GG** yw .

Fel arall, gellir nodi bod gan y bocs a ddewiswyd dau ddarn o'r un math  o'r amser. Felly, pa bynnag fath o ddarn a ddewiswyd, mae gan y bocs ddau ddarn arian o'r math hwnnw  o'r amser. Mewn geiriau eraill, mae'r broblem yn gywerth â gofyn y cwestiwn "Beth yw'r tebygolrwydd y byddaf yn dewis bocs gyda dau ddarn o'r un lliw?".

## Cyfeiriadau
* 
* Nickerson, Raymond (2004). *Cognition and Chance: The psychology of probabilistic reasoning*, Lawrence Erlbaum. Pennod 5, "Some instructive problems: Three cards", tt.&nbsp;157 &#x2013; 160.ISBN&nbsp;0-8058-4898-3
* Michael Clark, *Paradoxes from A to Z*, t.&nbsp;16;
* Howard Margolis, Wason, Monty Hall, and Adverse Defaults .

Categori:Damcaniaeth tebygolrwydd