不确定型决策分析介绍

目录


将介绍常见的决策模型,学习它们分析的过程。

先用一句话解释它是什么,在用数学语言能精确的描述它。

采集了一个具体案例,在计算的过程中体会。

不确定型决策的四个条件:

  1. 明确决策目标;
  2. 至少有两个自然状态;
  3. 每个自然状态,有两个或两个以上可选择的决策方案;
  4. 每个方案在每种自然状态下的损益数据。

先模拟一个案例数据🏪🍦

假设你准备在小区附近卖冰淇淋。

现在有三个进货方案:

  • A:进 50 个
  • B:进 100 个
  • C:进 150 个

未来天气无法完全确定:

  • 晴天 ☀️
  • 阴天 ☁️
  • 下雨 🌧️

经过估算,你最终赚的钱如下:

方案 晴天☀️ 阴天☁️ 下雨🌧️
A:50个 500 400 300
B:100个 1000 600 100
C:150个 1500 500 -500

单位:元。

先观察这个表:

方案 最好⬆️ 最差⬇️
A:50个 500 300
B:100个 1000 100
C:150个 1500 -500

所以三个方案其实代表了三种性格:

  • A:稳(保守)
  • B:中等(折中)
  • C:赌 (激进)

接下来五个准则,就是用五种不同的思维方式来选。


👉期望值准则

准则 最通俗的理解 核心关注点
期望值准则 长期平均下来谁最划算? 概率 + 平均收益

一句话理解:

"别只看某一种情况,把所有可能情况按照概率算一个长期平均,谁平均下来最好就选谁。"

它关注的是:

长期平均收益。


使用前提

前提是:

你知道或者可以估计各种情况发生的概率。

例如天气预报告诉你:

天气 概率("1")
晴天 50%
阴天 30%
下雨 20%

那么就可以算。


计算各个方案的期望值

A方案

\500×50\\%+400×30\\%+300×20\\% = 430 \\

\=250+120+60 \\

\=\\boxed{430} \\

A 的期望收益 = 430元


B方案

\1000×50\\%+600×30\\%+100×20\\% \\

\=500+180+20 \\

\=\\boxed{700} \\


C方案

\1500×50\\%+500×30\\%-500×20\\% \\

\=750+150-100 \\

\=\\boxed{800} \\

所以:

方案 期望收益
A 430
B 700
C 800

选择

选择:

C

因为 C 的期望收益最大


套公式

看到"期望值准则",脑子里直接出现:

结果 × 概率,然后全部加起来。

\\\boxed{E=\\sum P_iX_i} \\

最后:

谁的期望值最大,就选谁。

记忆:

期望值 = 看平均。


👉最大最小准则(悲观原则,小中求大)

也叫:

悲观原则、小中求大

准则 最通俗的理解 核心关注点
最大最小准则 最惨的时候,我至少还能得到多少? 保底

一句话理解:

"我不相信自己能走运,只考虑最坏情况;在所有最坏结果里,挑一个最好的。"

这是一个非常保守的策略。


不看概率

这是非常重要的一点。

即使天气概率是:

晴天50%、阴天30%、下雨20%

最大最小准则也:

不管。

它只问:

"如果我倒霉到极点,这个方案最差会怎样?"


第一步:每个方案找最小值

原始数据:

方案 晴天 阴天 下雨 最坏结果
A 500 400 300 300
B 1000 600 100 100
C 1500 500 -500 -500

所以:

  • A 最坏:300
  • B 最坏:100
  • C 最坏:-500

第二步:在这些"最坏结果"里找最大的

\\\max(300,100,-500) \\

得到:

\\\boxed{300} \\

所以:

选择 A。


为什么叫"小中求大"?

因为它做了两次操作:

第一次

每个方案里面:

找最小

A → 300

B → 100

C → -500

第二次

再从这些最小值里面:

找最大

300 最大。

所以:

\\\boxed{\\max\\{\\min(A),\\min(B),\\min(C)\\}} \\

也就是:

小中求大。


关注最差情况

选择这个策略的人,一般考虑:

"我不要求赚1500,我只要求最倒霉的时候也别亏。"

所以选择:

A

记忆:

最大最小 = 先找最坏,再选最好的最坏结果。

悲观 → 看底线 → 保底。


👉最大最大准则(乐观原则,大中求大)

也叫:

乐观原则、大中求大

准则 最通俗的理解 核心关注点
最大最大准则 最好的情况下,谁能赚最多? 上限

一句话理解:

"我就相信自己能走运,只看每个方案最好能赚多少,谁的上限最高就选谁。"

它和上面的最大最小准则正好相反。

这是一个非常激进的策略。


第一步:每个方案找最大值

方案 晴天 阴天 下雨 最好结果
A 500 400 300 500
B 1000 600 100 1000
C 1500 500 -500 1500

所以:

  • A → 500
  • B → 1000
  • C → 1500

第二步:这些最大值里面再找最大

\\\max(500,1000,1500) \\

得到:

\\\boxed{1500} \\

所以:

选择 C。


为什么叫"大中求大"?

因为:

第一步

每个方案:

找最大

第二步

这些最大值:

再找最大

所以:

\\\boxed{\\max\\{\\max(A),\\max(B),\\max(C)\\}} \\


关注最好情况

选择这个策略的人一般这样思考:

"下雨亏500怎么了?万一晴天呢?晴天我能赚1500!"

所以:

选择 C。

记忆:

最大最大 = 看天花板。

乐观 → 看上限 → 赌最大的可能收益。


👉最小机会损失准则(提前计算后悔)

准则 最通俗的理解 核心关注点
最小机会损失准则 我最怕选错,哪个方案最不容易后悔? 后悔程度

这个是五个里面最容易混淆的。

先不要急着看公式。

一句话解释:

"我最怕的不是少赚,而是事后发现:'早知道我当时就选另一个方案了。'"

所以它研究的是:

"如果我选错了,我最多会后悔多少?"

这个"后悔多少",就是:

机会损失


什么叫机会损失?

假设今天真的:

晴天

那么三个方案实际收益:

A B C
500 1000 1500

如果你选 A:

你赚了500。

但当时明明可以赚1500。

所以:

\1500-500=1000 \\

你的机会损失:

1000元

如果你选 B:

\1500-1000=500 \\

机会损失:

500元

如果你选 C:

\1500-1500=0 \\

机会损失:

0元


把三个天气全部计算

核心方法:

某种情况下的机会损失 = 该情况下"最好收益" - 你的收益


晴天

最高收益:

\1500 \\

所以:

方案 收益 机会损失
A 500 1500-500=1000
B 1000 1500-1000=500
C 1500 1500-1500=0

阴天

最高收益:

\600 \\

方案 收益 机会损失
A 400 200
B 600 0
C 500 100

下雨

最高收益:

\300 \\

方案 收益 机会损失
A 300 0
B 100 200
C -500 800

于是得到:

机会损失表

方案 晴天 阴天 下雨 最大机会损失
A 1000 200 0 1000
B 500 0 200 500
C 0 100 800 800

接下来怎么办?最大机会损失里找最小

注意:

这里不是找最大的。

而是:

先找每个方案最大的"机会损失",再从里面找最小的。

所以:

A → 最大后悔1000

B → 最大后悔500

C → 最大后悔800

选择:

\\\min(1000,500,800) \\

\=\\boxed{500} \\

所以:

选择 B。


为什么叫"最小机会损失"?

因为:

让自己可能产生的最大后悔尽可能小。

数学上就是:

\\\boxed{\\min\\{\\max(机会损失)\\}} \\

也就是:

先找最大后悔,再让最大的后悔尽可能小。


👉折中准则

也叫:

乐观系数准则

准则 最通俗的理解 核心关注点
折中准则 我既不想太悲观,也不想太乐观,取个平衡 最好与最坏之间折中

一句话解释:

"我既不想像悲观的人一样只看最坏,也不想像乐观的人一样只看最好,我给'最好情况'和'最坏情况'分别一定的权重,折中一下。"

比如你说:

"我这个人有60%乐观,40%悲观。"

那么:

最好情况占60%,最坏情况占40%。


为什么需要折中?

还是三个方案:

方案 最好 最坏
A 500 300
B 1000 100
C 1500 -500

最大最小准则只看:

最坏

所以选 A。

最大最大准则只看:

最好

所以选 C。

但现实中的人可能既不想太保守,也不想太冒险。

所以:

把最好和最坏都考虑进去。


假设乐观系数 α = 0.6

意思:

60%相信好情况,40%考虑坏情况。

公式:

\\\boxed{H=\\alpha\\times最好结果+(1-\\alpha)\\times最坏结果} \\

其中:

\\\alpha=0.6 \\

所以:

\1-\\alpha=0.4 \\


计算

方案 最好 最坏 计算
A 500 300 H_A=0.6×500+0.4×300 = 420
B 1000 100 H_B=0.6×1000+0.4×100 = 640
C 1500 -500 H_C=0.6×1500+0.4×(-500) = 700

最终:

方案 最好 最坏 折中值
A 500 300 420
B 1000 100 640
C 1500 -500 700

所以:

选择 C。


乐观程度的变化将影响结果

你会发现:

如果我们改变"乐观程度",答案可能改变。

例如:

α = 0

完全悲观:

\H=最坏结果 \\

这时候实际上就变成:

最大最小准则


α = 1

完全乐观:

\H=最好结果 \\

这时候就变成:

最大最大准则

所以折中准则实际上是在:

悲观 ↔ 乐观

之间拉一个滑块。

例如:

text 复制代码
悲观                                      乐观
 0% ───────── 40% ───── 60% ─────────── 100%
 │                                      │
最大最小                               最大最大

α 越大:

越乐观。

α 越小:

越悲观。


把五种准则真正放在对比

还是刚才的进货数据:

方案 晴天 阴天 下雨
A 500 400 300
B 1000 600 100
C 1500 500 -500

五种准则:

准则 最通俗的理解 核心关注点
期望值准则 长期平均下来谁最划算? 概率 + 平均收益
最大最小准则 最惨的时候,我至少还能得到多少? 保底
最大最大准则 最好的情况下,谁能赚最多? 上限
最小机会损失准则 我最怕选错,哪个方案最不容易后悔? 后悔程度
折中准则 我既不想太悲观,也不想太乐观,取个平衡 最好与最坏之间折中

五种准则得出的结果:

准则 思考方式 计算核心 结果
期望值 长期平均谁最好? 收益×概率 C
最大最小 最坏情况下谁最好? 先取最小,再取最大 A
最大最大 最好情况下谁最好? 先取最大,再取最大 C
最小机会损失 最怕选错,谁最不容易后悔? 先取最大损失,再取最小 B
折中准则 最好和最坏都考虑 α×最好+(1-α)×最坏 C

值得记住的思维地图

以后碰到类似问题,不要先想公式。

先问自己:

复制代码
                  我怎么选?
                      │
          ┌───────────┴───────────┐
          │                       │
       有概率                    没概率
          │                       │
          ▼                       ▼
      【期望值】             我最在意什么?
          │                       │
       看平均        ┌────────────┼────────────┐───────────────┐
                    │            │            │               │
                  最惨          最好         后悔          不想太悲观/太乐观
                    │            │            │                │
                    ▼            ▼            ▼                ▼
                 最大最小      最大最大     最小机会损失          折中
                  悲观          乐观          后悔最少

五个准则压缩成一句话

5 个准则,本质上是在回答同一个问题:

"未来会出现不同情况,但我必须选一个方案,我到底应该怎么选?"

  • 期望值:看平均。
  • 最大最小:看底线。
  • 最大最大:看上限。
  • 最小机会损失:看后悔。
  • 折中准则:最好和最坏各让一步。

而从数学操作上,最重要的是记住这五个结构:

\\\boxed{\\text{期望值}=\\sum 概率×结果} \\

\\\boxed{\\text{最大最小}=\\max(\\min)} \\

\\\boxed{\\text{最大最大}=\\max(\\max)} \\

\\\boxed{\\text{最小机会损失}=\\min(\\max(机会损失))} \\

\\\boxed{\\text{折中}=\\alpha\\times最好+(1-\\alpha)\\times最坏} \\

未来,当你想要做决策的时候,你需要先想到这5个关键字:"平均、保底、上限、后悔、折中",在按需选择即可。

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