Топ новостей


РЕКЛАМА



Календарь

Теорія імовірності. Короткий курс для початківців

  1. Рекомендований порядок вивчення теми:
  2. Події. види подій
  3. Спільні та несумісні події. Протилежні події. Повна група подій
  4. алгебра подій
  5. імовірність події
  6. Класичне визначення ймовірності:

Мама мила раму

Під завісу тривалих літніх канікул настав час потихеньку повертатися до вищої математики та урочисто відкрити порожній вёрдовскій файл, щоб приступити до створення нового розділу - Теорія ймовірностей і математична статистика. Зізнаюся, нелегко даються перші рядки, але перший крок - це півшляху, тому я пропоную всім уважно простудіювати вступну статтю, після чого освоювати тему буде в 2 рази простіше! Нітрохи не перебільшую. ... Напередодні чергового 1 вересня згадується перший клас і буквар .... Букви складаються в склади, склади в слова, слова в короткі речення - Мама мила раму. Справитися з тервером і математичною статистикою так само просто, як навчитися читати! Однак для цього необхідно знати ключові терміни, поняття і позначення, а також деякі специфічні правила, яким і присвячений даний урок.

Але спочатку прийміть мої вітання з початком (продовженням, завершенням, потрібне відзначити) навчального року і прийміть подарунок. Кращий подарунок - це книга, і для самостійної роботи я рекомендую наступну літературу:

1) Гмурман В.Є. Теорія ймовірностей і математична статистика

Легендарне навчальний посібник, що витримало більше десяти перевидань. Відрізняється дохідливістю і граничної простий викладу матеріалу, а перші розділи так і зовсім доступні, думаю, вже для учнів 6-7-х класів.

2) Гмурман В.Є. Керівництво вирішення задач з теорії ймовірностей і математичній статистиці

Решебник того ж Володимира Юхимовича з детально розібраними прикладами і завданнями.

ОБОВ'ЯЗКОВО закачайте обидві книги з Інтернету або роздобудьте їх паперові оригінали! Підійде і версія 60-70-х років, що навіть краще для чайників. Хоча фраза «теорія ймовірностей для чайників» звучить досить безглуздо, оскільки майже все обмежується елементарними арифметичними діями. Проскакують, правда, місцями похідні і інтеграли , Але це тільки місцями.

Я постараюся досягти тієї ж ясності викладу, але повинен попередити, що мій курс орієнтований на вирішення завдань і теоретичні викладки зведені до мінімуму. Таким чином, якщо вам потрібна розгорнута теорія, доведення теорем (теорем-теорем!), Будь ласка, зверніться до підручника. Ну, а хто хоче навчитися вирішувати завдання з теорії ймовірностей і математичній статистиці в найкоротші терміни, йдіть за мною!

Рекомендований порядок вивчення теми:

Ця стаття;
Завдання з комбінаторики. приклади рішень ;
Завдання на класичне визначення ймовірності ;
Геометричне визначення ймовірності ;
Теореми додавання та множення ймовірностей ;
Зовсім події ;
Формула повної ймовірності та формули Байєса ;
Незалежні випробування і формула Бернуллі ;
Локальна і інтегральна теореми Лапласа ;
Статистичне визначення ймовірності .

Для початку вистачить =)

У міру прочитання статей доцільно знайомитися (хоча б побіжно) з додатковими завданнями розглянутих видів. На сторінці Готові рішення з вищої математики розміщуватимуться відповідні pdf-ки з прикладами рішень. Також значну допомогу нададуть ІДЗ 18.1 Рябушко (Простіше) і прорешать ІДЗ за збірником чудесенка (Складніше).

Крім того, на складі математичних формул і таблиць корисно відкрити / закачати / роздрукувати допоміжні довідкові файли - Основні формули комбінаторики і Основні формули теорії ймовірностей ..

Отже, дорожні покажчики розставлені, і ми починаємо шлях з теорії ймовірностей, яку неодноразово просили висвітлити відвідувачі сайту.

Перше і дуже важливе. Що вивчає ця наука? Багатьом в голову напевно прийшли думки на кшталт «ймовірність дощу велика», «ймовірність виграшу в лотерею мала», «орел і решка випадають з імовірністю 50 на 50» і т.п. Але тоді відразу виникає питання, при чому тут наука? Будь ласка, прямо зараз візьміть в руки монету і скажіть, який гранню вона випаде після кидка? ... Зовсім не схоже на теорію - скоріше якесь ворожіння ....

І дійсно, обивательське розуміння ймовірності більше скидається на якесь пророкування, часто з неабиякою часткою містицизму і забобонів. Теорія ж ймовірностей вивчає імовірнісні закономірності масових однорідних випадкових подій. Тобто, у неї немає мети щось вгадати, наприклад, результат кидка тієї ж монети в одиничному експерименті. Однак якщо одну і ту ж монету в однакових умовах підкидати сотні і тисячі разів, то буде простежуватися чітка закономірність, описувана цілком жорсткими законами.

Інший приклад. Навколо кожного з нас літають молекули повітря. Деякі з них мають високу, деякі середньої, а деякі - низькою швидкістю. Не має сенсу вгадувати швидкість окремо взятих молекул; але їх масовий облік знаходить найширше застосування в теоретичних і прикладних фізичних дослідженнях. Зверніть увагу, що літаки «вміють» літати, газові та парові котли зазвичай не вибухають, а чайники при кипінні не стрибають по кухні. За багатьма і багатьма, здавалося б, повсякденними фактами і подіями криються серйозні ймовірносно-статистичні розрахунки.

Або приклад простіше. Якщо ви придбаєте лотерейний квиток, то навряд чи щось виграєте і зовсім неймовірно, що зірвете великий куш. Але організатор лотереї навіть при випадковому розіграші тиражу (витяг пронумерованих кульок і т.п. або якщо учасники самі вгадують номера) гарантовано і з високою точністю знає, скільки квитків виграють / програють, і, зрозуміло, залишається в прибутку. Лотереї часто називають обманом, однак парадокс полягає в тому, що ця гарантія строго обгрунтована теорією; рівних, як і життєва фраза «все одно нічого не виграю». Думаю, тепер все зрозуміли правильний спосіб заробітку на лотереях =) Втім, ми ще повернемося до «секретів» виграшу в рулетку і різні лотереї.

Так, до речі подумайте ще над однією нагальною завданням: багато хто з нас за життя здають десятки іспитів, і практично завжди має місце наступна ситуація: частина питань студент знає (або заготовлені шпори), а частина питань - не знає (або плаває як майстер спорту) . Настає день «X»: ранок, коридор з 10-15 однокурсниками і двері, за якої на столі лежить повний комплект квитків. В якому випадку найімовірніше скласти іспит - якщо йти «в перших рядах», «в серединці» або якщо зайти в аудиторію в числі останніх? ... Вивчаємо теорію ймовірностей!

Спочатку розбираємося з основними термінами, які нижче по тексту я буду виділяти жирним курсивом. Звертаю вашу увагу, що це САМЕ ТЕРМІНИ, а не «просто слова»!


Події. види подій

Одне з базових понять тервера вже озвучено вище - це подія. Події бувають достовірними, неможливими і випадковими.

Вірогідним називають подія, яке в результаті випробування (здійснення певних дій, певного комплексу умов) обов'язково відбудеться. Наприклад, в умовах земного тяжіння підкинута монета неодмінно впаде вниз.

Неможливим називають подія, яке явно не відбудеться в результаті випробування. Приклад неможливого події: в умовах земного тяжіння підкинута монета полетить вгору.

І, нарешті, подія називається випадковим, якщо в результаті випробування воно може, як статися, так і не відбутися, при цьому повинен мати місце принциповий критерій випадковості: випадкова подія - є наслідок випадкових факторів, вплив яких передбачити неможливо або вкрай важко. Приклад: в результаті кидка монети випаде «орел». У розглянутому випадку випадкові чинники - це форма і фізичні характеристики монети, сила / напрямок кидка, опір повітря і т.д.

Підкреслений критерій удачі є дуже важливим - так, наприклад, картковий шулер може дуже спритно імітувати випадковість і давати вигравати жертві, але ні про які випадкових факторах, що впливають на підсумковий результат, мови не йде.

Будь-який результат випробування називається результатом, який, власне і є поява певної події. Зокрема, при підкиданні монети можливо 2 результату (випадкових події): випаде орел, випаде решка. Природно, мається на увазі, що дане випробування проводиться в таких умовах, що монета не може встати на ребро або, скажімо, зависнути в невагомості.

Події (будь-які) позначають великими латинськими літерами Події (будь-які) позначають великими латинськими літерами   або тими ж буквами з підрядковими індексами, наприклад: або тими ж буквами з підрядковими індексами, наприклад: . Винятком є ​​літера , Яка зарезервована під інші потреби.

Запишемо наступні випадкові події:

- в результаті кидка монети випаде «орел»;   - в результаті кидка гральної кістки (кубика) випаде 5 очок;   - з колоди буде залучена карта трефової масті (за замовчуванням колода вважається повною) - в результаті кидка монети випаде «орел»;
- в результаті кидка гральної кістки (кубика) випаде 5 очок;
- з колоди буде залучена карта трефової масті (за замовчуванням колода вважається повною).

Так, події прямо так і записують в практичних завданнях, при цьому в доречних випадках зручно використовувати «говорять» підрядкові індекси (хоча можна обійтися і без них).

Слід в третій раз підкреслити, що випадкові події обов'язково задовольняють вищенаведені критерієм випадковості. У цьому сенсі знову показовий 3-й приклад: якщо з колоди спочатку видалити всі карти трефової масті, то подія Слід в третій раз підкреслити, що випадкові події обов'язково задовольняють вищенаведені критерієм випадковості стає неможливим. Навпаки, якщо випробувачеві відомо, що, наприклад, дама треф лежить знизу, то він при бажанні може зробити подію достовірним =) Таким чином, в даному прикладі передбачається, що карти добре перемішані і їх сорочки невиразні, тобто колода не є крапчастою. Причому, тут під «крапом» розуміються навіть не «умілі руки», які ліквідують випадковість вашого виграшу, а видимі дефекти карт. Наприклад, сорочка тієї ж пані треф може бути брудною, порваній, заклеєною скотчем ... блін, якийсь посібник для початківця Чикатило вийшло =)

Таким чином, при розіграші важливого жереба завжди є сенс ненароком подивитися, а не однакові чи межі монети ;-)

Інша важлива характеристика подій - це їх рівно можливих. Два або більша кількість подій називають рівноможливими, якщо жодна з них не є більш можливим, ніж інші. наприклад:

випадання орла чи решки при кидку монети;
випадання 1, 2, 3, 4, 5 або 6 очок при кидку грального кубика;
виймання картки трефової, пікової, бубновою або Червової масті з колоди.

При цьому передбачається, що монета і кубик однорідні і мають геометрично правильну форму, а колода добре перемішана і «ідеальна» з точки зору нерозрізненості сорочок карт.

Чи можуть бути ті ж події не рівно можливими? Можуть! Наприклад, якщо у монети або кубика зміщений центр ваги , То набагато частіше будуть випадати цілком певні межі. Як то кажуть, ще одна лазівка ​​для шахраїв. події Чи можуть бути ті ж події не рівно можливими - витяг трефи, піки, черви або бубни теж рівноможливими. Однак рівно можливих легко порушить фокусник, який, тасуючи колоду (навіть «ідеальну»), спритно підгляне і сховає в рукаві, наприклад, туза треф. Тут стає менш можливим, що опонентові буде здана трефа, і, головне, менш можливо, що буде зданий туз.

Проте, в розглянутих трьох випадках при втраті рівно можливих все ж зберігається випадковість подій.

Спільні та несумісні події. Протилежні події.
Повна група подій

Події називають несумісними, якщо в одному і тому ж випробуванні поява однієї з подій виключає появу інших подій. Найпростішим прикладом несумісних подій є пара протилежних подій. Подія, протилежне даному, звичайно позначається тією ж латинською літерою з рискою вгорі. наприклад:

- в результаті кидка монети випаде орел;   - в результаті кидка монети випаде решка - в результаті кидка монети випаде орел;
- в результаті кидка монети випаде решка.

Цілком зрозуміло, що в окремо взятому випробуванні поява орла виключає появу решки (і навпаки), тому дані події і називаються несумісними.

Протилежні події легко формулюються з міркувань елементарної логіки:

- в результаті кидка грального кубика випаде 5 очок;   - в результаті кидка грального кубика випаде число очок, відмінне від п'яти - в результаті кидка грального кубика випаде 5 очок;
- в результаті кидка грального кубика випаде число очок, відмінне від п'яти.

Або п'ять, або не п'ять - третього не дано, тобто події несумісні і протилежні.

Аналогічно - або трефа або карта іншої масті:

- з колоди буде залучена карта трефової мира,   - з колоди буде залучена піку, черва або бубна - з колоди буде залучена карта трефової мира,
- з колоди буде залучена піку, черва або бубна.

Безліч несумісних подій утворюють повну групу подій, якщо в результаті окремо взятого випробування обов'язково з'явиться одне з цих подій. Очевидно, що будь-яка пара протилежних подій (зокрема, приклади вище) утворює повну групу. Однак в різних завданнях з одним і тим же об'єктом можуть фігурувати різні події, наприклад, для грального кубика характерно розгляд наступного набору:

- в результаті кидка грального кубика випаде 1 очко;   - - в результаті кидка грального кубика випаде 1 очко;
- ... 2 очка;
- ... 3 очка;
- ... 4 очка;
- ... 5 очок;
- ... 6 очок.

події події   несумісні (оскільки поява будь-якої межі виключає одночасна поява інших) і утворюють повну групу (так як в результаті випробування неодмінно з'явиться одне з цих шести подій) несумісні (оскільки поява будь-якої межі виключає одночасна поява інших) і утворюють повну групу (так як в результаті випробування неодмінно з'явиться одне з цих шести подій).

Ще одне важливе поняття, яке нам скоро буде потрібно - це елементарність результату (події). Якщо зовсім просто, то елементарна подія «не можна розкласти на інші події». Наприклад, події Ще одне важливе поняття, яке нам скоро буде потрібно - це елементарність результату (події) елементарні, але подія не є таким, оскільки передбачає випадання 1, 2, 3, 4 або 6 очок (включає в себе 5 елементарних фіналів).

У прикладі з картами події У прикладі з картами події   (Витяг трефи, піки, черви або бубни відповідно) несумісні і утворюють повну групу, але вони Неелементарні (Витяг трефи, піки, черви або бубни відповідно) несумісні і утворюють повну групу, але вони Неелементарні. Якщо вважати, що в колоді 36 карт, то кожен із перелічених подій включає в себе 9 елементарних фіналів. Аналогічно - події (Витяг шістки, сімки, ..., короля, туза) несумісні, утворюють повну групу і Неелементарні (кожне включає в себе 4 випадки).

Таким чином, елементарним результатом тут вважається лише витяг якоїсь конкретної карти, і, зрозуміло, 36 несумісних елементарних фіналів теж утворюють повну групу подій.

Спільні події менш значимі з точки зору вирішення практичних завдань, але обходити їх стороною не будемо. Події називаються спільними, якщо в окремо взятому випробуванні поява одного з них не виключає появу іншого. наприклад:

- з колоди карт буде залучена трефа;   - з колоди карт буде залучена сімка - з колоди карт буде залучена трефа;
- з колоди карт буде залучена сімка.

Якщо бути зовсім лаконічним, одне не виключає іншого.

Поняття спільності охоплює і більша кількість подій:

- завтра о 12 - завтра о 12.00 буде дощ;
- завтра о 12.00 буде гроза;
- завтра о 12.00 буде сонце.

Ситуація, звичайно, досить рідкісна, але спільне поява всіх трьох подій в принципі не виключено. Слід зазначити, що перераховані події сумісні і попарно, тобто може бути тільки злива з грозою або грибний дощик, або погромихает неподалік на тлі ясного неба.

алгебра подій

Тримайтеся, буде і матан =)

Будь ласка, запам'ятайте НАЙВАЖЛИВІШИЙ ПРАВИЛО, без якого освоїти тервер просто нереально:

Операція складання подій означає логічний зв'язку АБО,
а операція множення подій - логічний зв'язку І.

1) Сумою двох подій 1) Сумою двох подій   і   називається подія   яке полягає в тому, що настане або подія   або подія   або обидві події одночасно і називається подія яке полягає в тому, що настане або подія або подія або обидві події одночасно. У тому випадку, якщо події несумісні, останній варіант відпадає, тобто може наступити або подія або подія .

Правило поширюється і на більша кількість доданків, наприклад, подія Правило поширюється і на більша кількість доданків, наприклад, подія   полягає в тому, що станеться хоча б одна з подій   , А якщо події несумісні - то одне і тільки одна подія з цієї суми: або подія   , Або подія   , Або подія   , Або подія   , Або подія полягає в тому, що станеться хоча б одна з подій , А якщо події несумісні - то одне і тільки одна подія з цієї суми: або подія , Або подія , Або подія , Або подія , Або подія .

Прикладів маса:

події події   (при кидку гральної кістки не випаде 5 очок) полягає в тому, що випаде або 1, або 2, або 3, або 4, або 6 очок (при кидку гральної кістки не випаде 5 очок) полягає в тому, що випаде або 1, або 2, або 3, або 4, або 6 очок.

подія подія   (випаде не більше двох очок) полягає в тому, що з'явиться 1 або 2 очка (випаде не більше двох очок) полягає в тому, що з'явиться 1 або 2 очка.

подія подія   (буде парне число очок) полягає в тому, що випаде або 2 або 4 або 6 очок (буде парне число очок) полягає в тому, що випаде або 2 або 4 або 6 очок.

подія подія   полягає в тому, що з колоди буде залучена карта червоної масті (чирва або бубна), а подія   - в тому, що буде залучена «картинка» (валет чи дама або король або туз) полягає в тому, що з колоди буде залучена карта червоної масті (чирва або бубна), а подія - в тому, що буде залучена «картинка» (валет чи дама або король або туз).

Трохи цікавіше справа з спільними подіями:

подія подія   полягає в тому, що з колоди буде залучена трефа або сімка або сімка треф полягає в тому, що з колоди буде залучена трефа або сімка або сімка треф. Відповідно до даного вище визначення, хоча б щось - або будь-яка трефа або будь-яка сімка або їх «перетин» - сімка треф. Легко підрахувати, що цієї події відповідає 12 елементарних фіналів (9 трефових карт + 3 залишилися сімки).

подія подія   полягає в тому, що завтра о 12 полягає в тому, що завтра о 12.00 настане ХОЧА Б ОДИН з сумміруемих спільних подій, а саме:

- або буде тільки дощ / тільки гроза / тільки сонце;
- або настане тільки якась пара подій (дощ + гроза / дощ + сонце / гроза + сонце);
- або всі три події з'являться одночасно.

Тобто, подія Тобто, подія   включає в себе 7 можливих результатів включає в себе 7 можливих результатів.

Другий стовп алгебри подій:

2) творити двох подій 2) творити двох подій   и   назівають подію   , Яке складається в спільному появу цих подій, іншими словами, множення   означає, що при деяких обставинах настане і подія   , І подія и назівають подію , Яке складається в спільному появу цих подій, іншими словами, множення означає, що при деяких обставинах настане і подія , І подія . Аналогічне твердження справедливе і для більшого кількості подій, так, наприклад, твір має на увазі, що при певних умовах відбудеться і подія , І подія , І подія , ..., і подія .

Розглянемо випробування, в якому підкидаються дві монетиі наступні події:

- на 1-й монеті випаде орел;   - на 1-й монеті випаде решка;   - на 2-й монеті випаде орел;   - на 2-й монеті випаде решка - на 1-й монеті випаде орел;
- на 1-й монеті випаде решка;
- на 2-й монеті випаде орел;
- на 2-й монеті випаде решка.

тоді:
- подія тоді:   - подія   полягає в тому, що на обох монетах (на 1-й і на 2-й) випаде орел;   - подія   полягає в тому, що на обох монетах (на 1-й і на 2-й) випаде решка;   - подія   полягає в тому, що на 1-й монеті випаде орел і на 2-й монеті решка;   - подія   полягає в тому, що на 1-й монеті випаде решка і на 2-й монеті орел полягає в тому, що на обох монетах (на 1-й і на 2-й) випаде орел;
- подія полягає в тому, що на обох монетах (на 1-й і на 2-й) випаде решка;
- подія полягає в тому, що на 1-й монеті випаде орел і на 2-й монеті решка;
- подія полягає в тому, що на 1-й монеті випаде решка і на 2-й монеті орел.

Неважко помітити, що події Неважко помітити, що події   несумісні (тому що не може, наприклад, випасти 2 орла і в той же самий час 2 решки) і утворюють повну групу (оскільки враховані всі можливі результати кидка двох монет) несумісні (тому що не може, наприклад, випасти 2 орла і в той же самий час 2 решки) і утворюють повну групу (оскільки враховані всі можливі результати кидка двох монет). Давайте підсумуємо дані події: . Як інтерпретувати цю запис? Дуже просто - множення означає логічний зв'язку І, а додавання - АБО. Таким чином, суму легко прочитати зрозумілим людською мовою: «випадуть два орла або дві решки або на 1-й монеті випаде орел і на 2-й решка або на 1-й монеті випаде решка і на 2-й монеті орел»

Це був приклад, коли в одному випробуванні задіяно кілька об'єктів, в даному випадку - дві монети. Інша поширена в практичних завданнях схема - це повторні випробування, коли, наприклад, один і той же гральний кубик кидається 3 рази поспіль. В якості демонстрації розглянемо наступні події:
Це був приклад, коли в одному випробуванні задіяно кілька об'єктів, в даному випадку - дві монети - в 1-му кидку випаде 4 очка;
- у 2-му кидку випаде 5 очок;
- в 3-м кидку випаде 6 очок.

тоді подія тоді подія   полягає в тому, що в 1-му кидку випаде 4 очка і в 2-му кидку випаде 5 очок і в 3-му кидку випаде 6 очок полягає в тому, що в 1-му кидку випаде 4 очка і в 2-му кидку випаде 5 очок і в 3-му кидку випаде 6 очок. Очевидно, що у випадку з кубиком буде значно більше комбінацій (Результатів), ніж, якби ми підкидали монету.

... Розумію, що, можливо, розбираються не надто цікаві приклади, але це часто зустрічаються в задачах речі і від них нікуди не дітися. Крім монетки, кубика і колоди карт вас чекають урни з різнокольоровими кульками, кілька анонімів, що стріляють по мішені, і невтомний робочий, який постійно виточує якісь деталі =)


імовірність події

Імовірність події - це центральне поняття теорії ймовірностей. ... Убивчо логічна річ, але з чогось треба було починати =) Існує кілька підходів до її визначення:

Класичне визначення ймовірності;
Геометричне визначення ймовірності ;
Статистичне визначення ймовірності .

У даній статті я зупинюся на класичному визначенні ймовірностей, яке знаходить найбільш широке застосування в навчальних завданнях.

Позначення. Імовірність деякої події Позначення позначається великою латинською літерою , А сама подія береться в дужки, виступаючи в ролі своєрідного аргументу. например:

- ймовірність того, що в результаті кидка монети випаде «орел»;   - ймовірність того, що в результаті кидка гральної кістки випаде 5 очок;   - ймовірність того, що з колоди буде залучена карта трефової масті - ймовірність того, що в результаті кидка монети випаде «орел»;
- ймовірність того, що в результаті кидка гральної кістки випаде 5 очок;
- ймовірність того, що з колоди буде залучена карта трефової масті.

Також для позначення ймовірності широко використовується маленька буква Також для позначення ймовірності широко використовується маленька буква . Зокрема, можна відмовитися від громіздких позначень подій і їх ймовірностей на користь наступної стилістики ::

- ймовірність того, що в результаті кидка монети випаде «орел»;   - ймовірність того, що в результаті кидка гральної кістки випаде 5 очок;   - ймовірність того, що з колоди буде залучена карта трефової масті - ймовірність того, що в результаті кидка монети випаде «орел»;
- ймовірність того, що в результаті кидка гральної кістки випаде 5 очок;
- ймовірність того, що з колоди буде залучена карта трефової масті.

Даний варіант популярний при вирішенні практичних завдань, оскільки дозволяє помітно скоротити запис рішення. Як і в першому випадку, тут зручно використовувати «говорять» підрядкові / надрядкові індекси.

Всі вже давно здогадалися про числах, які я тільки що записав вище, і зараз ми дізнаємося, як вони вийшли:

Класичне визначення ймовірності:

Ймовірністю настання події Ймовірністю настання події   в деякому випробуванні називають відношення   , Де: в деякому випробуванні називають відношення , Де:

- загальне число всіх рівно можливих, елементарних фіналів цього випробування, які утворюють повну групу подій; - загальне число всіх рівно можливих, елементарних фіналів цього випробування, які утворюють повну групу подій;

- кількість елементарних фіналів, що сприяють події - кількість елементарних фіналів, що сприяють події .

При кидку монети може випасти або орел, або решка - дані події утворюють повну групу, таким чином, загальне число випадків При кидку монети може випасти або орел, або решка - дані події утворюють повну групу, таким чином, загальне число випадків   ;  при цьому, кожен з них елементарний і равновозможен ; при цьому, кожен з них елементарний і равновозможен. події сприяє результат (випадання орла). За класичним визначенням ймовірностей: .

Аналогічно - в результаті кидка кубика може з'явитися Аналогічно - в результаті кидка кубика може з'явитися   елементарних рівно можливих випадків, що утворюють повну групу, а події   сприяє єдиний   результат (випадання п'ятірки) елементарних рівно можливих випадків, що утворюють повну групу, а події сприяє єдиний результат (випадання п'ятірки). тому: .

Особливу увагу звертаю на третій приклад. Тут буде некоректним сказати «раз в колоді 4 масті, то ймовірність отримання трефи Особливу увагу звертаю на третій приклад ». У визначенні мова йде про елементарні випадки, тому правильний порядок міркувань такий: всього в колоді 36 карт (несумісні елементарні результати, що утворюють повну групу), з них 9 карт трефової масті (к-ть елементарних фіналів, що сприяють події ); за класичним визначенням ймовірності: . Саме так!

Ймовірності можна висловити і в процентах, наприклад: ймовірність випадання орла дорівнює Ймовірності можна висловити і в процентах, наприклад: ймовірність випадання орла дорівнює   , Випадання п'ятірки   , Вилучення трефи   , Але в теорії ймовірностей ЦЬОГО РОБИТИ НЕ ПРИЙНЯТО (хоча не забороняється прикидати відсотки в умі) , Випадання п'ятірки , Вилучення трефи , Але в теорії ймовірностей ЦЬОГО РОБИТИ НЕ ПРИЙНЯТО (хоча не забороняється прикидати відсотки в умі).

Прийнято використовувати частки одиниці, і, очевидно, що ймовірність може змінюватися в межах Прийнято використовувати частки одиниці, і, очевидно, що ймовірність може змінюватися в межах . При цьом если , То подія є неможливим, якщо - достовірним, а якщо , То мова йде про випадковий подію.

! Якщо в ході рішення будь-якої задачі у вас вийшло якесь інше значення ймовірності - шукайте помилку!

При класичному підході до визначення ймовірності крайні значення (нуль і одиниця) виходять за допомогою точно таких же міркувань. Нехай з якоїсь урни, в якій знаходяться 10 червоних куль, навмання витягується 1 куля. Розглянемо наступні події:

- з урни буде витягнуто червоний куля;   - з урни буде витягнуто зелений куля - з урни буде витягнуто червоний куля;
- з урни буде витягнуто зелений куля.

Загальна кількість випадків: Загальна кількість випадків: . події сприяють всі можливі наслідки , Отже, , Тобто дана подія достовірно. Для 2-го ж події сприяють результати відсутні , тому , Тобто подія неможливо.

Особливий інтерес представляють події, ймовірність настання яких надзвичайно мала. Хоч такі події і є випадковими, для них справедливий наступний постулат:

в одиничному випробуванні малоймовірно подія не відбудеться.

Саме, тому Ви не зірвете в лотереї Джек-пот, якщо ймовірність цієї події, скажімо, дорівнює 0,00000001. Так-так, саме Ви - з єдиним квитком в якомусь конкретному тиражі. Втім, більша кількість квитків і більша кількість розіграшів Вам особливо не допоможуть. ... Коли я розповідаю про це оточуючим, то майже завжди у відповідь чую: «але ж хтось виграє». Добре, тоді давайте проведемо наступний експеримент: будь ласка, сьогодні або завтра купите квиток будь-лотереї (не відкладайте!). І якщо виграєте ... ну, хоча б більше 10 кілорублей, обов'язково відпишіться - я поясню, чому це сталося. За відсоток, зрозуміло =) =)

Але сумувати не потрібно, тому що є протилежний принцип: якщо ймовірність деякої події дуже близька до одиниці, то в окремо взятому випробуванні воно практично достовірно відбудеться. Тому перед стрибком з парашутом не треба боятися, навпаки - посміхайтеся! Адже повинні скластися зовсім немислимі і фантастичні обставини, щоб відмовили обидва парашута.

Хоча все це лірика, оскільки в залежності від вмісту події перший принцип може виявитися веселим, а другий - сумним; або взагалі обидва паралельними.

Мабуть, поки достатньо, на уроці Завдання на класичне визначення ймовірності ми вичавимо максимум з формули Мабуть, поки достатньо, на уроці   Завдання на класичне визначення ймовірності   ми вичавимо максимум з формули . У заключній же частині цієї статті розглянемо одну важливу теорему:

Сума ймовірностей подій, які утворюють повну групу, дорівнює одиниці. Грубо кажучи, якщо події утворюють повну групу, то зі 100% -й вірогідністю якесь із них відбудеться. У найпростішому випадку повну групу утворюють протилежні події, наприклад:

- в результаті кидка монети випаде орел;   - в результаті кидка монети випаде решка - в результаті кидка монети випаде орел;
- в результаті кидка монети випаде решка.

По теоремі: По теоремі:

Цілком зрозуміло, що дані події рівноможливими і їх ймовірності однакові Цілком зрозуміло, що дані події рівноможливими і їх ймовірності однакові .

Унаслідок рівності ймовірностей рівноможливими події часто називають рівноімовірними. А ось і скоромовка на визначення ступеня сп'яніння вийшла =)

Приклад з кубиком: події Приклад з кубиком: події   протилежні, тому протилежні, тому .

Вже згадана теорема зручна тим, що дозволяє швидко знайти ймовірність протилежної події. Так, якщо відома ймовірність Вже згадана теорема зручна тим, що дозволяє швидко знайти ймовірність протилежної події того, що випаде п'ятірка, легко обчислити вірогідність того, що вона не випаде:

Це набагато простіше, ніж підсумувати ймовірності п'яти елементарних фіналів. Для елементарних фіналів, до речі, дана теорема теж справедлива:
Це набагато простіше, ніж підсумувати ймовірності п'яти елементарних фіналів

події події   , Як зазначалося вище, рівноможливими - і тепер ми можемо сказати, що різновірогідні , Як зазначалося вище, рівноможливими - і тепер ми можемо сказати, що різновірогідні. Вірогідність випадання будь-якої грані кубика дорівнює :

Ну і на закуску колода: оскільки нам відома ймовірність Ну і на закуску колода: оскільки нам відома ймовірність   того, що буде залучена трефа, то легко знайти ймовірність того, що буде залучена карта іншої масті: того, що буде залучена трефа, то легко знайти ймовірність того, що буде залучена карта іншої масті:

Зауважте, що розглянуті пари подій Зауважте, що розглянуті пари подій   и   НЕ рівноймовірно, як воно найчастіше і буває и НЕ рівноймовірно, як воно найчастіше і буває.

У спрощеній версії запису рішення ймовірність протилежної події стандартно позначається рядкової буквою У спрощеній версії запису рішення ймовірність протилежної події стандартно позначається рядкової буквою . Например, если - ймовірність того, що стрілець потрапить в ціль, то - ймовірність того, що він промахнеться.

! У теорії ймовірностей літери У теорії ймовірностей літери   и   небажано використовувати в якихось інших цілях и небажано використовувати в якихось інших цілях.

На честь Дня Знань я не буду задавати домашнє завдання =), але дуже важливо, щоб ви могли відповісти на наступні питання:

- Які види подій існують?
- Що таке випадковість і рівно можливих події?
- Як ви розумієте терміни спільність / несумісних подій?
- Що таке повна група подій, протилежні події?
- Що означає додавання і множення подій?
- У чому суть класичного визначення ймовірності?
- Чим корисна теорема додавання ймовірностей подій, що утворюють повну групу?

Ні, зубрити нічого не треба, це всього лише ази теорії ймовірностей - своєрідний буквар, який досить швидко вкладеться в голові. І щоб це сталося якомога швидше, пропоную ознайомитися з уроками Завдання з комбінаторики и Завдання на класичне визначення ймовірності .

Успіхів!

Автор: Ємелін Олександр


Вища математика для заочніків і не тільки >>>

(Перехід на головну сторінку)

Що вивчає ця наука?
Але тоді відразу виникає питання, при чому тут наука?
Будь ласка, прямо зараз візьміть в руки монету і скажіть, який гранню вона випаде після кидка?
В якому випадку найімовірніше скласти іспит - якщо йти «в перших рядах», «в серединці» або якщо зайти в аудиторію в числі останніх?
Як інтерпретувати цю запис?
Що таке випадковість і рівно можливих події?
Як ви розумієте терміни спільність / несумісних подій?
Що таке повна група подій, протилежні події?
Що означає додавання і множення подій?
У чому суть класичного визначення ймовірності?

Реклама



Новости