Obliczanie prawdopodobieństwa zdarzeń
Rachunek prawdopodobieństwa to dział matematyki, który zajmuje się badaniem szans wystąpienia danego zjawiska. Do znacznego rozwoju tej dziedziny matematyki przyczynił się hazard. To właśnie z rozważań dotyczących gier losowych w wieku, rachunek prawdopodobieństwa został sformalizowany i potraktowany jako osobna dziedzina matematyki na początku wieku.
Interaktywna treść merytorycznaInteraktywna treść merytoryczna
Ilustracja interaktywnaIlustracja interaktywna
Gra edukacyjnaGra edukacyjna
Zestaw ćwiczeń interaktywnychZestaw ćwiczeń interaktywnych
SłownikSłownik
Przeprowadzisz proste doświadczenie losowe.
Obliczysz prawdopodobieństwo prostego zdarzenia losowego.
Wykorzystasz zdobytą wiedzę do rozwiązywania problemów matematycznych.
Zapiszemy na początku definicję doświadczenia losowego.
Zjawisko losowe, które można powtarzać wiele razy w tych samych warunkach, ale jego kolejnych wyników nie potrafimy przewidzieć nazywamy doświadczeniem losowym.
Doświadczeniami losowymiDoświadczeniami losowymi mogą być np. rzut kostką do gry, rzut monetą, losowanie karty z talii. Z pojęciem tym związane jest zdarzenie elementarne, którego nie definiuje się (jest to tzw. pojęcie pierwotne w teorii prawdopodobieństwa). W przypadku doświadczenia polegającego na jednokrotnym rzucie kostką, możliwych jest sześć pojedynczych wyników - zdarzeń elementarnych: , , , , lub oczek, a w przypadku rzutu monetą - dwa zdarzenia elementarne: orzeł lub reszka. Po analizie doświadczenia losowego możemy wyznaczyć częstość występowania poszczególnych wyników. W ten sposób obliczamy prawdopodobieństwo zdarzenia.
Prawdopodobieństwem zdarzenia nazywamy szansę na wystąpienie danego zdarzenia.
Jeżeli jest liczbą zdarzeń elementarnych sprzyjających danemu zdarzeniu, zaś – liczbą wszystkich zdarzeń elementarnych, to prawdopodobieństwo zdarzenia obliczamy ze wzoru:
Rzucamy jeden raz symetryczną, sześcienną kostką do gry. Obliczymy, jakie jest prawdopodobieństwo tego, że otrzymamy liczbę oczek, która jest:
parzysta,
liczbą pierwszą,
liczbą podzielną przez .
Rozwiązanie:
Wypisujemy wszystkie możliwe wyniki rzutu sześcienną kostką do gry, jeżeli liczba oczek jest parzysta: , , oczek.
Wobec tego .
Zatem prawdopodobieństwo tego, że w rzucie sześcienną kostką do gry wypadnie parzysta liczba oczek wynosi:
,Wypisujemy wszystkie możliwe wyniki rzutu sześcienną kostką do gry, jeżeli wyrzucona liczba oczek jest liczbą pierwszą: , lub oczek.
Wobec tego .
Zatem prawdopodobieństwo tego, że w rzucie sześcienną kostką do gry wypadnie liczba oczek będąca liczbą pierwszą wynosi:
,Wypisujemy wszystkie możliwe wyniki rzutu sześcienną kostką do gry, jeżeli liczba oczek jest podzielna przez : lub oczek.
Wobec tego .
Zatem prawdopodobieństwo tego, że w rzucie sześcienną kostką do gry wypadnie liczba oczek podzielna przez wynosi:
.
W urnie znajduje się kul, w tym kul białych. Losujemy jedną kulę z urny. Obliczymy prawdopodobieństwo tego, że wylosowana kula nie jest biała.
Rozwiązanie:
Ponieważ wylosowana kula nie może być biała, zatem:
,
.
Zatem prawdopodobieństwo zdarzenia polegającego na tym, że wylosowana kula nie jest biała wynosi:
.
Ze zbioru liczb dwucyfrowych losujemy jedną liczbę. Obliczymy prawdopodobieństwo zdarzenia takiego, że wylosujemy liczbę będącą:
wielokrotnością liczby ,
podzielną przez .
Rozwiązanie:
Wszystkich liczb dwucyfrowych jest , zatem .
Wypisujemy dwucyfrowe wielokrotności liczby :
, , , , , , , , , , , , .
Wobec tego:
,
,Wypisujemy liczby dwucyfrowe podzielne przez :
, , , , , , , , , .
Wobec tego:
, .
Rzucamy dwukrotnie symetryczną monetą. Obliczymy prawdopodobieństwo tego, że:
ani razu nie otrzymamy orła,
wypadnie co najmniej jeden orzeł.
Rozwiązanie:
Przedstawmy wszystkie możliwe wyniki doświadczenia za pomocą drzewa.
- Nazwa kategorii: START
- Nazwa kategorii: O (pierwszy rzut)
- Nazwa kategorii: O (II rzut)
- Nazwa kategorii: R (II rzut) Koniec elementów należących do kategorii O (pierwszy rzut)
- Nazwa kategorii: R (pierwszy rzut)
- Nazwa kategorii: O (II rzut)
- Nazwa kategorii: R (II rzut) Koniec elementów należących do kategorii R (pierwszy rzut)
- Elementy należące do kategorii START
- Elementy należące do kategorii O (pierwszy rzut)
- Elementy należące do kategorii R (pierwszy rzut)
Ilustracja przedstawia drzewo ilustrujące możliwości wyrzucenia orła i reszki w dwóch kolejnych rzutach. Literą O oznaczono sytuację w której wyrzucono orła, natomiast litera R oznaczono sytuację w której wyrzucono reszkę. Z punktu wyjściowego nazwanego START mamy dwie odchodzące gałęzie. górna gałąź prowadzi do punktu z podpisem O pierwszy rzut, a dolna krawędź prowadzi do punktu z podpisem R pierwszy rzut. Od punktu O pierwszy rzut odchodzą dwie gałęzie, górna gałąź prowadzi do punktu O drugi rzut, a dolna krawędź prowadzi do punktu R drugi rzut. Od puntu R pierwszy rzut odchodzą dwie gałęzie, górna gałąź prowadzi do punktu O drugi rzut, a dolna krawędź prowadzi do punktu R drugi rzut.
Liczba wszystkich możliwych wyników doświadczenia wynosi .
Jeśli ani razu nie otrzymaliśmy orła, to oznacza, że otrzymujemy dwie reszki. Zatem:
,
,
,Jeśli wypadł co najmniej jeden orzeł, to oznacza, że wypadł dokładnie jeden orzeł lub wypadły dokładnie dwa orły. Zatem:
,
,
.
Rzucamy dwukrotnie symetryczną, sześcienną kostką do gry. Obliczymy, jakie jest prawdopodobieństwo tego, że iloczyn wyrzuconych oczek jest podzielny przez .
Rozwiązanie:
Liczba wszystkich możliwych wyników tego doświadczenia wynosi , zatem .
Przedstawmy za pomocą tabeli zbiór iloczynów liczb oczek, otrzymanych przy dwukrotnym rzucie symetryczną, sześcienną kostką do gry.
Zaznaczmy w tabeli te liczby, które są podzielne przez :
Zatem .
Wobec tego prawdopodobieństwo zdarzenia polegającego na tym, że iloczyn wyrzuconych oczek jest podzielny przez wynosi:
Na loterii jest o więcej losów przegrywających niż wygrywających, łącznie jest losów. Wyciągamy jeden los. Obliczymy, jakie jest prawdopodobieństwo wygranej.
Rozwiązanie:
Wprowadźmy następujące oznaczenia:
– liczba losów wygrywających
– liczba losów przegrywających
Wobec tego, do wyznaczenia liczby losów wygrywających rozwiązujemy równanie:
Zatem na loterii jest losów wygrywających.
Do wyznaczenia prawdopodobieństwa wygranej, wprowadzamy następujące oznaczenia:
(liczba zdarzeń sprzyjających)
(liczba wszystkich zdarzeń elementarnych)
Prawdopodobieństwo wygranej na loterii wynosi .
Notatki
Ilustracja interaktywna
Ze zbioru liczb naturalnych, które są większe od i nie większe niż losujemy jedna liczbę. Jakie jest pradopodobieństo zdarzenia że losujemy liczbę parzystą, która dodatkowego jest podzielna przez ?
Etap pierwszy:
Ustalmy liczbę wszystkich liczb naturalnych większych od stu i nie większych od stu trzydziestu. .
Jest liczb naturalnych, które są większe od i nie większe niż .
Etap drugi:
Ustalmy liczbę wszystkich liczb naturalnych większych od stu i nie większych od stu trzydziestu, które dodatkowo są parzyste i podzielne przez trzy.
.
Jest pięć liczb naturalnych, które spełniają założenia zadania i jednocześnie są parzyste i podzielne przez trzy.
Etap trzy:
Obliczamy prawdopodobieństwo zdarzenia korzystając z odpowiedniego wzoru. .
Prawdopodobieństwo zdarzenia, że wylosujemy liczbę parzysta i podzielna przez trzy ze zbioru liczb naturalnych niż i nie większych niż wynosi .
Ze zbioru liczb naturalnych dwucyfrowych losujemy jedną liczbę. Jakie jest prawdopodobieństwo zdarzenia, że wylosujemy liczbę podzielną przez ?
Ze zbioru liczb trzycyfrowych, podzielnych przez losujemy jedną liczbę. Jakie jest prawdopodobieństwo zdarzenia, że wylosowana liczba ma cyfrę setek równą ?
Ze zbioru liczb dwucyfrowych, które przy dzieleniu przez dają resztę losujemy jedną liczbę. Jakie jest prawdopodobieństwo zdarzenia, że wylosowana liczba jest mniejsza niż ?
Gra edukacyjna
Zagraj w grę, a następnie wykonaj poniższe polecenia.

Zasób interaktywny dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/DSC3xctzt
Gra edukacyjna - Obliczanie prawdopodobieństwa zdarzeń.
Gra składa się z trzech poziomów. Na każdym poziomie jest sześć pytań. W każdym pytaniu tylko jedna poprawna odpowiedź.
Spośród liczb naturalnych od do losujemy jedną liczbę. Oblicz prawdopodobieństwo zdarzenia:
wylosowana liczba jest parzysta,
wylosowana liczba jest sześcianem liczby naturalnej,
wylosowana liczba przy dzieleniu przez daje resztę .
W klasie jest uczniów, w tym dziewcząt. Wybieramy losowo jedną osobę. Oblicz prawdopodobieństwo tego, że wybierzemy chłopca.
Zestaw ćwiczeń interaktywnych
- wyrzucono liczbę parzystą i reszkę wynosi 1. , 2. , 3. , 4. , 5. , 6.
- wyrzucono liczbę pierwszą wynosi 1. , 2. , 3. , 4. , 5. , 6.
- wyrzucono liczbę podzielną przez i reszkę wynosi 1. , 2. , 3. , 4. , 5. , 6.
W urnie znajdują się kule, w tym kule białe, czarne i czerwone, przy czym kul czarnych jest o więcej niż białych, a kul czerwonych razy więcej niż białych. Losujemy raz kulę. Oblicz prawdopodobieństwo wylosowania kuli czerwonej.
Rzucamy razy symetryczną czworościenną kostką do gry (mającą na ściankach liczby od do ). Oblicz prawdopodobieństwo zdarzenia polegającego na otrzymaniu:
sumy liczb mniejszej od ,
w drugim rzucie o więcej niż w pierwszym rzucie.
Słownik
doświadczenie, które można powtarzać wiele razy w tych samych warunkach, ale jego kolejnych wyników nie potrafimy przewidzieć.
Bibliografia
Billingsley P., tłum. Kizeweter K., Roguski J., (1987), Prawdopodobieństwo i miara, Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN.
Jakubowski J., Sztencel R., (1987) Wstęp do teorii prawdopodobieństwa, Warszawa: Wydawnictwo Script.
Kiljańska B., Konstantynowicz A., Konstantynowicz A., Pająk M., Ukleja G., (2017), Matematyka . Podręcznik, Gdynia: Wydawnictwo Pedagogiczne Operon
Jakubowski J., Sztencel R., (2015), Rachunek prawdopodobieństwa dla (prawie) każdego, Kraków: Wydawnictwo Script.
