RxQGzjq6U5fbM
Zdjęcie ustawie wiele sześciennych kostek do gry ułożonych ciasno obok siebie.

Obliczanie prawdopodobieństwa zdarzeń

Źródło: dostępny w internecie: www.pexels.com, licencja: CC BY 3.0.

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 XVII wieku, rachunek prawdopodobieństwa został sformalizowany i potraktowany jako osobna dziedzina matematyki na początku XX wieku.

  1. Interaktywna treść merytorycznaInteraktywna treść merytoryczna

  2. Ilustracja interaktywnaIlustracja interaktywna

  3. Gra edukacyjnaGra edukacyjna

  4. Zestaw ćwiczeń interaktywnychZestaw ćwiczeń interaktywnych

  5. SłownikSłownik

Twoje cele
  • Przeprowadzisz proste doświadczenie losowe.

  • Obliczysz prawdopodobieństwo prostego zdarzenia losowego.

  • Wykorzystasz zdobytą wiedzę do rozwiązywania problemów matematycznych.

1

Zapiszemy na początku definicję doświadczenia losowego.

doświadczenie losowe
Definicja: doświadczenie losowe

Zjawisko losowe, które można powtarzać wiele razy w tych samych warunkach, ale jego kolejnych wyników nie potrafimy przewidzieć nazywamy doświadczeniem losowym.

Doświadczeniami losowymidoświadczenie losoweDoświadczeniami 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: 1, 2, 3, 4, 5 lub 6 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.

prawdopodobieństwo zdarzenia
Definicja: prawdopodobieństwo zdarzenia

Prawdopodobieństwem zdarzenia nazywamy szansę na wystąpienie danego zdarzenia.

Jeżeli n jest liczbą zdarzeń elementarnych sprzyjających danemu zdarzeniu, zaś N – liczbą wszystkich zdarzeń elementarnych, to prawdopodobieństwo p zdarzenia obliczamy ze wzoru:
p=nN

Przykład 1

Rzucamy jeden raz symetryczną, sześcienną kostką do gry. Obliczymy, jakie jest prawdopodobieństwo tego, że otrzymamy liczbę oczek, która jest:

  1. parzysta,

  2. liczbą pierwszą,

  3. liczbą podzielną przez 3.

Rozwiązanie:

  1. Wypisujemy wszystkie możliwe wyniki rzutu sześcienną kostką do gry, jeżeli liczba oczek jest parzysta: 2, 4, 6 oczek.
    Wobec tego n=3.
    Zatem prawdopodobieństwo tego, że w rzucie sześcienną kostką do gry wypadnie parzysta liczba oczek wynosi:
    p=36=12,

  2. Wypisujemy wszystkie możliwe wyniki rzutu sześcienną kostką do gry, jeżeli wyrzucona liczba oczek jest liczbą pierwszą: 2, 3 lub 5 oczek.
    Wobec tego n=3.
    Zatem prawdopodobieństwo tego, że w rzucie sześcienną kostką do gry wypadnie liczba oczek będąca liczbą pierwszą wynosi:
    p=36=12,

  3. Wypisujemy wszystkie możliwe wyniki rzutu sześcienną kostką do gry, jeżeli liczba oczek jest podzielna przez 3: 3 lub 6 oczek.
    Wobec tego n=2.
    Zatem prawdopodobieństwo tego, że w rzucie sześcienną kostką do gry wypadnie liczba oczek podzielna przez 3 wynosi:
    p=26=13.

Przykład 2

W urnie znajduje się 28 kul, w tym 12 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:
n=28-12=16,
N=28.
Zatem prawdopodobieństwo p zdarzenia polegającego na tym, że wylosowana kula nie jest biała wynosi:
p=1628=47.

Przykład 3

Ze zbioru liczb dwucyfrowych losujemy jedną liczbę. Obliczymy prawdopodobieństwo zdarzenia takiego, że wylosujemy liczbę będącą:

  1. wielokrotnością liczby 7,

  2. podzielną przez 9.

Rozwiązanie:

Wszystkich liczb dwucyfrowych jest 90, zatem N=90.

  1. Wypisujemy dwucyfrowe wielokrotności liczby 7:
    14, 21, 28, 35, 42, 49, 56, 63, 70, 77, 84, 91, 98.
    Wobec tego:
    n=13,
    p=1390,

  2. Wypisujemy liczby dwucyfrowe podzielne przez 9:
    18, 27, 36, 45, 54, 63, 72, 81, 90, 99.
    Wobec tego:
    n=10, p=1090=19.

Przykład 4

Rzucamy dwukrotnie symetryczną monetą. Obliczymy prawdopodobieństwo tego, że:

  1. ani razu nie otrzymamy orła,

  2. wypadnie co najmniej jeden orzeł.

Rozwiązanie:

Przedstawmy wszystkie możliwe wyniki doświadczenia za pomocą drzewa.

RznAIGDw32sEb
Schemat. Lista elementów:
  • Nazwa kategorii: START
    • Elementy należące do kategorii START
    • Nazwa kategorii: O (pierwszy rzut)
      • Elementy należące do 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)
      • Elementy należące do kategorii R (pierwszy rzut)
      • Nazwa kategorii: O (II rzut)
      • Nazwa kategorii: R (II rzut)
      • Koniec elementów należących do kategorii R (pierwszy rzut)
      Koniec elementów należących do kategorii START
Źródło: GroMar Sp. z o. o., licencja: CC BY 3.0.

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 4.

  1. Jeśli ani razu nie otrzymaliśmy orła, to oznacza, że otrzymujemy dwie reszki. Zatem:
    n=1,
    N=4,
    p=14,

  2. Jeśli wypadł co najmniej jeden orzeł, to oznacza, że wypadł dokładnie jeden orzeł lub wypadły dokładnie dwa orły. Zatem:
    n=3,
    N=4,
    p=34.

Przykład 5

Rzucamy dwukrotnie symetryczną, sześcienną kostką do gry. Obliczymy, jakie jest prawdopodobieństwo tego, że iloczyn wyrzuconych oczek jest podzielny przez 6.

Rozwiązanie:

Liczba wszystkich możliwych wyników tego doświadczenia wynosi 36, zatem N=36.

Przedstawmy za pomocą tabeli zbiór iloczynów liczb oczek, otrzymanych przy dwukrotnym rzucie symetryczną, sześcienną kostką do gry.

·

1

2

3

4

5

6

1

1

2

3

4

5

6

2

2

4

6

8

10

12

3

3

6

9

12

15

18

4

4

8

12

16

20

24

5

5

10

15

20

25

30

6

6

12

18

24

30

36

Zaznaczmy w tabeli te liczby, które są podzielne przez 6:

·

1

2

3

4

5

6

1

1

2

3

4

5

6

2

2

4

6

8

10

12

3

3

6

9

12

15

18

4

4

8

12

16

20

24

5

5

10

15

20

25

30

6

6

12

18

24

30

36

Zatem n=15.
Wobec tego prawdopodobieństwo zdarzenia polegającego na tym, że iloczyn wyrzuconych oczek jest podzielny przez 6 wynosi:
p=1536=512

Przykład 6

Na loterii jest o 168 więcej losów przegrywających niż wygrywających, łącznie jest 200 losów. Wyciągamy jeden los. Obliczymy, jakie jest prawdopodobieństwo wygranej.

Rozwiązanie:

Wprowadźmy następujące oznaczenia:
x – liczba losów wygrywających
x+168 – liczba losów przegrywających

Wobec tego, do wyznaczenia liczby losów wygrywających rozwiązujemy równanie:
x+x+168=200
2x+168=200
2x=32
x=16
Zatem na loterii jest 16 losów wygrywających.
Do wyznaczenia prawdopodobieństwa wygranej, wprowadzamy następujące oznaczenia:
n=16 (liczba zdarzeń sprzyjających)
N=200 (liczba wszystkich zdarzeń elementarnych)
p=16200=225
Prawdopodobieństwo wygranej na loterii wynosi 225.

Notatki

R1amCxzlRixNn
(Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
5

Ilustracja interaktywna

1
R5pmGJcGZkBIx
Ilustracja interaktywna nawiązująca do treści materiału
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Ze zbioru liczb naturalnych, które są większe od 100 i nie większe niż 130 losujemy jedna liczbę. Jakie jest pradopodobieństo zdarzenia że losujemy liczbę parzystą, która dodatkowego jest podzielna przez 3?

Etap pierwszy:

Ustalmy liczbę wszystkich liczb naturalnych większych od stu i nie większych od stu trzydziestu. 101, 102,,128,129,130.

Jest 30 liczb naturalnych, które są większe od 100 i nie większe niż 130.

Etap drugi:

Ustalmy liczbę wszystkich liczb naturalnych większych od stu i nie większych od stu trzydziestu, które dodatkowo są parzyste i podzielne przez trzy.

102,108,114,120,126.

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. p=530=16.

Prawdopodobieństwo zdarzenia, że wylosujemy liczbę parzysta i podzielna przez trzy ze zbioru liczb naturalnych niż 100 i nie większych niż 130 wynosi 16

Polecenie 1

Ze zbioru liczb naturalnych dwucyfrowych losujemy jedną liczbę. Jakie jest prawdopodobieństwo zdarzenia, że wylosujemy liczbę podzielną przez 6?

R1Q9vz0g90gbi
(Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Polecenie 2

Ze zbioru liczb trzycyfrowych, podzielnych przez 5 losujemy jedną liczbę. Jakie jest prawdopodobieństwo zdarzenia, że wylosowana liczba ma cyfrę setek równą 3?

R1Q9vz0g90gbi
(Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Polecenie 3

Ze zbioru liczb dwucyfrowych, które przy dzieleniu przez 5 dają resztę 3 losujemy jedną liczbę. Jakie jest prawdopodobieństwo zdarzenia, że wylosowana liczba jest mniejsza niż 40?

R1Q9vz0g90gbi
(Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
2

Gra edukacyjna

Zagraj w grę, a następnie wykonaj poniższe polecenia.

1
R1NXcoYfOpWUG
Gra edukacyjna nawiązująca do treści materiału
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Gra edukacyjna - Obliczanie prawdopodobieństwa zdarzeń.60Brawo! Udało się się poprawnie rozwiązać test.Niestety nie udało Ci się poprawnie rozwiązać testu. Spróbuj jeszcze raz.1
Test

Gra edukacyjna - Obliczanie prawdopodobieństwa zdarzeń.

Gra składa się z trzech poziomów. Na każdym poziomie jest sześć pytań. W każdym pytaniu tylko jedna poprawna odpowiedź.

Liczba pytań:
18
Limit czasu:
min
Twój ostatni wynik:
-
Polecenie 4

Spośród liczb naturalnych od 1 do 100 losujemy jedną liczbę. Oblicz prawdopodobieństwo zdarzenia:

  1. wylosowana liczba jest parzysta,

  2. wylosowana liczba jest sześcianem liczby naturalnej,

  3. wylosowana liczba przy dzieleniu przez 12 daje resztę 9.

R1Q9vz0g90gbi
(Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Polecenie 5

W klasie jest 25 uczniów, w tym 11 dziewcząt. Wybieramy losowo jedną osobę. Oblicz prawdopodobieństwo tego, że wybierzemy chłopca.

RatC3tDI2otGd
(Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Polecenie 6
R1DtI5Yc0y3g4
Zaznacz zdanie, które jest prawdziwe. Możliwe odpowiedzi: 1. Prawdopodobieństwo dowolnego zdarzenia jest równe ilorazowi liczby zdarzeń elementarnych sprzyjających danemu zdarzeniu przez liczbę wszystkich zdarzeń elementarnych., 2. Nie istnieje zdarzenie losowe, którego prawdopodobieństwo jest równe 1., 3. Prawdopodobieństwo dowolnego zdarzenia jest równe iloczynowi liczby zdarzeń elementarnych sprzyjających danemu zdarzeniu przez liczbę wszystkich zdarzeń elementarnych.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
3

Zestaw ćwiczeń interaktywnych

R1VVWbjvSxXpa
Ćwiczenie 1
Zaznacz poprawne dokończenie zdania. Rzucamy jeden raz symetryczną sześcienną kostką do gry. Prawdopodobieństwo zdarzenia tego, że: Możliwe odpowiedzi: 1. otrzymamy liczbę oczek nie mniejszą niż 4 wynosi 12, 2. otrzymamy liczbę oczek mniejszą niż 3 wynosi 12, 3. otrzymamy liczbę oczek podzielną przez 4 wynosi 13
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
RcvKhVtRffDfs
Ćwiczenie 2
Rzucamy dwa razy symetryczną sześcienną kostką do gry. Połącz w pary zdarzenie losowe z odpowiadającym mu prawdopodobieństwem. suma wyrzuconych oczek wynosi 10 Możliwe odpowiedzi: 1. 1136, 2. 12, 3. 13, 4. 112 iloczyn wyrzuconych oczek jest podzielny przez 5 Możliwe odpowiedzi: 1. 1136, 2. 12, 3. 13, 4. 112 za pierwszym razem wypadła liczba oczek nie większa niż 2 Możliwe odpowiedzi: 1. 1136, 2. 12, 3. 13, 4. 112 na drugiej kostce wypadła parzysta liczba oczek Możliwe odpowiedzi: 1. 1136, 2. 12, 3. 13, 4. 112
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
ROxnnD2ZJW1mK
Ćwiczenie 3
Wśród 20 losów jest 12 losów przegrywających. Wyciągamy jeden los. Zaznacz poprawne stwierdzenie. Możliwe odpowiedzi: 1. Prawdopodobieństwo wygranej wynosi 25., 2. Prawdopodobieństwo przegranej wynosi 25., 3. Jeśli dodatkowo dołożymy 6 losów wygrywających, to prawdopodobieństwo przegranej będzie równe 1820., 4. Jeśli dodatkowo dołożymy 4 losy wygrywające, to prawdopodobieństwa wygranej i przegranej będą równe.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R1E4epkKjROYJ
Ćwiczenie 4
Wstaw w tekst odpowiednie liczby. Rzucamy sześcienną kostką do gry i monetą. Prawdopodobieństwo zdarzenia:
- wyrzucono liczbę parzystą i reszkę wynosi 1. 16, 2. 112, 3. 12, 4. 14, 5. 512, 6. 13
- wyrzucono liczbę pierwszą wynosi 1. 16, 2. 112, 3. 12, 4. 14, 5. 512, 6. 13
- wyrzucono liczbę podzielną przez 3 i reszkę wynosi 1. 16, 2. 112, 3. 12, 4. 14, 5. 512, 6. 13
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
RGG2M7bE4b2sW
Ćwiczenie 5
Rzucamy trzy razy symetryczną monetą. Pogrupuj elementy zgodnie z podanym opisem. Zdarzenia, których prawdopodobieństwa wynoszą 12: Możliwe odpowiedzi: 1. liczba wyrzuconych orłów jest mniejsza niż liczba wyrzuconych reszek, 2. za drugim razem otrzymano orła, 3. liczba wyrzuconych orłów jest większa niż liczba wyrzuconych reszek, 4. za drugim razem otrzymano reszkę, 5. w dwóch pierwszych rzutach otrzymano orła, 6. wypadły 3 orły lub 3 reszki Zdarzenia, których prawdopodobieństwa wynoszą 14: Możliwe odpowiedzi: 1. liczba wyrzuconych orłów jest mniejsza niż liczba wyrzuconych reszek, 2. za drugim razem otrzymano orła, 3. liczba wyrzuconych orłów jest większa niż liczba wyrzuconych reszek, 4. za drugim razem otrzymano reszkę, 5. w dwóch pierwszych rzutach otrzymano orła, 6. wypadły 3 orły lub 3 reszki
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R1BrXqfvBadil
Ćwiczenie 6
Zaznacz poprawne dokończenie zdania. W pewnej klasie stosunek liczby chłopców do liczby dziewcząt jest równy 3:7. Wybieramy jedną osobę z klasy. Wówczas: Możliwe odpowiedzi: 1. prawdopodobieństwo wylosowania chłopca jest równe 310, 2. prawdopodobieństwo wylosowania dziewczynki jest równe 37, 3. prawdopodobieństwo wybrania dziewczynki nie zależy od liczby uczniów w klasie
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Ćwiczenie 7

W urnie znajdują się 43 kule, w tym kule białe, czarne i czerwone, przy czym kul czarnych jest o 11 więcej niż białych, a kul czerwonych 6 razy więcej niż białych. Losujemy raz 1 kulę. Oblicz prawdopodobieństwo wylosowania kuli czerwonej.

R1bw3B8KKlysO
(Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 8

Rzucamy 2 razy symetryczną czworościenną kostką do gry (mającą na ściankach liczby od 1 do 4). Oblicz prawdopodobieństwo zdarzenia polegającego na otrzymaniu:

  1. sumy liczb mniejszej od 4,

  2. w drugim rzucie o 2 więcej niż w pierwszym rzucie.

R1bw3B8KKlysO
(Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
4

Słownik

doświadczenie losowe
doświadczenie losowe

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 8. Podręcznik, Gdynia: Wydawnictwo Pedagogiczne Operon

  • Jakubowski J., Sztencel R., (2015), Rachunek prawdopodobieństwa dla (prawie) każdego, Kraków: Wydawnictwo Script.