RrST1yFBbZFxs
Zdjęcie przedstawia pięć kostek sześciennych, każda z wyrzuconą szóstką.

M_R_W22_M2 Rachunek prawdopodobieństwa, cz. 1

Źródło: dostępny w internecie: pxhere.com, domena publiczna.

5. Określenie prawdopodobieństwa i jego własności

W siedemanstowiecznej Francji bardzo popularna była gra w kości. Grali w nią wszyscy – żeglarze, żołnierze, arystokraci i zawodowi hazardziści. Jednym z nich był Antoine Gombaud, znany jako Chevalier de Méré, ekstrawagancki pisarz, matematyk – amator. Jak każdy hazardzista, chciał znaleźć pewny sposób na wygraną. W przeciwieństwie do większości graczy, prowadził systematyczne obserwacje wyrzucanych liczb oczek. Zauważył, że szansa wypadnięcia każdej z sześciu liczb oczek na kostce jest taka sama. Zatem szansa uzyskania szóstki w jednym rzucie wynosi 1:6. Czyli w czterech rzutach szansa uzyskania szóstki będzie czterokrotnie większa, czyli wynosi 4:6. Wyciągnął więc wniosek, że gdyby rozegrać wystarczającą liczbę gier, sukces będzie zapewniony. Gombaud co prawda zarobił na grze w kości mnóstwo pieniędzy, ale  jak się okazuje powyższe rozumowanie nie było słuszne i w tym przypadku czekały go nieprzyjemne niespodzianki...

R1KtBEgpYf6so
Pieter Quast
Żołnierze grają w kości (1643 r.)
Źródło: dostępny w internecie: commons.wikimedia.org, domena publiczna.

Niemniej jednak jego zmagania z hazardem zaowocowały obfitą korespondencją ze znanym ówczesnym matematykiem B. Pascalem, a dyskusje korespondencyjne zapoczątkowały rozwój nowej gałęzi matematyki, zwanej rachunkiem prawdopodobieństwa.

Jeśli zapoznasz się z treściami zawartymi w tym materiale, poznasz jedną z definicji określających prawdopodobieństwo, a także dowiesz się, jaki problem spędzał sen z oczu wspomnianemu wyżej kawalerowi de Méré.

Twoje cele
  • Zbudujesz aksjomatyczną definicję prawdopodobieństwa.

  • Obliczysz prawdopodobieństwo zdarzenia.

  • Określisz niektóre własności prawdopodobieństwa.

  • Obliczysz prawdopodobieństwo sumy i różnicy zdarzeń, korzystając z odpowiednich wzorów.

  • Przeprowadzisz proste rozumowania, mające na celu udowodnienie zapisanych wzorów.

  • Określisz czy dane zdarzenia są rozłączne, czy nie.

  • Obliczysz prawdopodobieństwo sumy zdarzeń rozłącznych.

Częstość zdarzenia

Praktycznym wymiarem rachunku prawdopodobieństwa jest dostarczenie metod określenia, jak często zajdzie dane zdarzenie. Prawdopodobieństwo można więc uznać za liczbową charakterystykę możliwości zajścia zdarzenia losowego w warunkach nieskończonej powtarzalności.

Zatem prawdopodobieństwo będziemy określać tylko dla doświadczeń, które można powtarzać dowolną liczbę razy.

Ważne!

Jeśli wśród n powtarzalnych doświadczeń dany wynik pojawia się k razy (kn, k, n + ), to liczbę kn nazwiemy częstością tego wyniku.

Dla niektórych doświadczeń losowych ich częstość, przy dużej liczbie doświadczeń, koncentruje się wokół pewnej liczby. Intuicyjnie można więc określić prawdopodobieństwo, jako liczbę, wokół której stabilizuje się częstość. Rachunek prawdopodobieństwa dotyczy więc zdarzeń występujących w powtarzalnych doświadczeniach, o stabilizującej się częstości, wraz ze wzrostem liczby powtórzeń doświadczenia.

Każdemu takiemu zdarzeniu A można więc przyporządkować pewną liczbę PA, określającą szansę zajścia tego zdarzenia w pojedynczym doświadczeniu. Przy czym liczba PA musi być tak zdefiniowana, aby w dostatecznie długim ciągu powtórzeń tego samego doświadczenia losowego, przeprowadzonego w tych samych warunkach, częstość pojawienia się zdarzenia A zbliżała się nieograniczenie do tej samej liczby.

Ustalimy teraz kilka własności częstości, które pomogą nam zdefiniować prawdopodobieństwo.

  • Zdarzenie pewne zachodzi zawsze, więc częstość tego zdarzenia jest równa 1.

  • Zdarzenie niemożliwe nie zachodzi nigdy, więc jego częstość jest równa 0.

  • Częstość zajścia danego zdarzenia elementarnego jest więc zawsze liczbą nieujemną i nie większą od 1.

  • Jeśli zdarzenia AB są rozłączne, AB=, to nie ma zdarzeń elementarnych sprzyjających jednocześnie tym zdarzeniom. Zatem częstość zajścia zdarzenia AB będzie równa sumie zajścia zdarzenia A i zajścia zdarzenia B.

Aksjomatyczna definicja prawdopodobieństwa

Opierając się na zaobserwowanych prawidłowościach, w 1933 r. uczony rosyjski Andriej Kołmogorow podał definicję, zwaną aksjomatyczną definicją prawdopodobieństwaaksjomatyczna definicja prawdopodobieństwaaksjomatyczną definicją prawdopodobieństwa.

R129mhgojPxF3
Andriej Nikołajewicz Kołmogorow
Андре́й Никола́евич Колмого́ров
Źródło: Konrad Jacobs, dostępny w internecie: commons.wikimedia.org, licencja: CC BY-SA 2.0.
Aksjomatyczna definicja prawdopodobieństwa
Definicja: Aksjomatyczna definicja prawdopodobieństwa

Niech Ω będzie skończoną przestrzenią zdarzeń elementarnych. Prawdopodobieństwem określonym na tej przestrzeni zdarzeń elementarnych nazywamy funkcję P, która każdemu zdarzeniu A, takiemu że AΩ przyporządkowuje liczbę rzeczywistą PA spełniającą warunki:

  • PA0,

  • PΩ=1,

  • jeśli BΩAB= to PAB=PA+PB.

Liczbę PA nazywamy prawdopodobieństwem zajścia  zdarzenia A.

Aksjomatyczna definicja prawdopodobieństwaaksjomatyczna definicja prawdopodobieństwaAksjomatyczna definicja prawdopodobieństwa nie jest zbyt wygodna w zastosowaniach praktycznych, gdyż nie określa dokładnie ani wyboru zbioru zdarzeń elementarnych, ani nie określa w sposób jednoznaczny funkcji przyporządkowującej zdarzeniom liczby rzeczywiste (takich funkcji może być wiele). Z definicji nie wynika też w jaki sposób należy liczyć prawdopodobieństwo poszczególnych zdarzeń.

Rozkład prawdopodobieństwa

Przykład 1

Na stole leży 10 kartek. Na każdej kartce zapisane jest jedno pytanie. Na czterech kartkach są pytania z algebry, a na sześciu z geometrii. Uczeń losuje jedno pytanie.

Przyjmijmy, że prawdopodobieństwa wylosowania pytań z algebry i geometrii są proporcjonalne do liczby pytań z tych dziedzin matematyki. Możliwe wyniki losowania i ich prawdopodobieństwa przedstawia tabela.

Pytanie

Algebra

Geometria

prawdopodobieństwo

410

610

Mówimy, że w tabeli podaliśmy rozkład prawdopodobieństwa.

Rozkład prawdopodobieństwa
Definicja: Rozkład prawdopodobieństwa

Niech Ω=ω1, ω2, ..., ωn będzie zbiorem wszystkich zdarzeń elementarnych (wyników) pewnego doświadczenia losowego. Każdemu wynikowi ωi 1in przyporządkowujemy nieujemną liczbę pi tak, aby spełniony był warunek

p1+p2+...+pn=1

Liczba pi to prawdopodobieństwo zdarzenia ω i .

Mówimy, że na przestrzeni Ω został określony rozkład prawdopodobieństwa.

Przykład 2

Doświadczenie polega na rzucie kostką, na ściankach której zapisane są liczby 1, 1, 2, 2, 2, 5.

Określimy rozkład prawdopodobieństwa w tym doświadczeniu.

Ω=ω1, ω2, ω3, gdzie:

ω1 – otrzymanie jedynki,

ω2 – otrzymanie dwójki,

ω3 – otrzymanie piątki.

Zatem:

pω1=26,

pω2=36,

pω3=16.

Wynik rzutu ωi

1

2

5

Prawdopodobieństwo pωi

26

36

16

pω1+pω2+pω3=26+36+16=1

Znając rozkład prawdopodobieństwa na zbiorze możliwych wyników Ω, możemy zdefiniować prawdopodobieństwo dowolnego zdarzenia AΩ.

Prawdopodobieństwo zdarzenia
Definicja: Prawdopodobieństwo zdarzenia

Niech AΩA=ω1, ω2, ..., ωk. Prawdopodobieństwem PA zdarzenia A nazywamy sumę prawdopodobieństw zdarzeń elementarnych sprzyjających zdarzeniu A.

PA=p1+pa+...+pk

Zauważmy, że 0PA1.

Przykład 3

W tabeli przedstawiony jest rozkład prawdopodobieństwa doświadczenia losowego polegającego na rzucie niesymetryczną kostką do gry.

ωi

1

2

3

4

5

6

pi

118

29

13

19

16

19

Obliczymy prawdopodobieństwo wyrzucenia liczby oczek, będącej liczbą pierwszą.

Oznaczmy:
A – zdarzenie polegające na wyrzuceniu liczby oczek, będącej liczbą pierwszą.

Wtedy A=2, 3, 5.

PA=29+13+16=4+6+318=1318

Odpowiedź:

Prawdopodobieństwo wyrzucenia liczby oczek, będącej liczbą pierwszą jest równe 1318.

Przykład 4

Rzucamy dwa razy symetryczną monetą.

Rozpatrujemy doświadczenie, którego wynikiem jest liczba wyrzuconych orłów.

W tym doświadczeniu:

Ω=0, 1, 2

Rozkład prawdopodobieństwa:

Liczba orłów

0

1

2

Prawdopodobieństwo

14

24

14

Obliczymy prawdopodobieństwo zdarzenia: A – wypadł co najmniej jeden orzeł.

PA=24+14=34

Odpowiedź:

Prawdopodobieństwo, że co najmniej raz wypadł orzeł jest równe 34.

Polecenie 1

Być może nigdy nie zdarzyło Ci się grać w kości, ale możesz mi wierzyć – ta gra była przez kilka stuleci pasjonującą rozrywką nie tylko dla zawodowych graczy. Wybitne umysły europejskie poszukiwały odpowiedzi na pytanie Jak grać, żeby wygrać? Wiemy już, że jednym z nich był Francus Antoine Gombaud.

Wiemy też, że Antoine Gombaud uważał, iż szansa wyrzucenia co najmniej jednej szóstki przy czterech rzutach kostką wynosi: 4·16=46. A ponieważ wykorzystywał jedynie „regułę trzech”, doszedł do wniosku, że jeśli dorzuci jedną kostkę i będzie stawiał na podwójną szóstkę przy rzucie dwiema kostkami, to szansa na wygraną będzie taka sama jak w poprzednim przypadku. Bowiem dodatkowa kostka to 6 razy więcej możliwości. Żeby jednak  szansa na wygraną nie zmniejszyła się, powinien rzucać 6 razy dłużej, czyli 24 razy. Wyliczył zatem takie samo prawdopodobieństwo: 24·16=46. Rozumowanie to nie jest jednak poprawne. Dlaczego – pozostawiamy Twojej dociekliwości.

Na razie podamy prostszy przykład innego błędnego rozumowania, opartego na dociekaniach kawalera de’Mere.

R18adL0r803f1
Ilustracja interaktywna Problem kawalera de'Mere Rzucamy trzema kostkami do gry i dodajemy liczby oczek, które wypadły na kostkach. Twierdzimy, że suma oczek równa jedenaście będzie tak samo często wypadała, jak suma oczek równa dwanaście. Uzasadnienie 1. Przy rzucie trzema kostkami sumę oczek równą jedenaście można uzyskać sześcioma sposobami: jedenaście, równa się, jeden, plus, cztery, plus, sześć
jedenaście, równa się, jeden, plus, pięć, plus, pięć
jedenaście, równa się, dwa, plus, cztery, plus, pięć
jedenaście, równa się, dwa, plus, trzy, plus, sześć
jedenaście, równa się, trzy, plus, cztery, plus, cztery
jedenaście, równa się, trzy, plus, trzy, plus, pięć, 2. Przy rzucie trzema kostkami sumę oczek równą dwanaście można uzyskać też sześcioma sposobami:dwanaście, równa się, jeden, plus, pięć, plus, sześć
dwanaście, równa się, dwa, plus, pięć, plus, pięć
dwanaście, równa się, dwa, plus, cztery, plus, sześć
dwanaście, równa się, trzy, plus, trzy, plus, sześć
dwanaście, równa się, trzy, plus, cztery, plus, pięć
dwanaście, równa się, cztery, plus, cztery, plus, cztery, 3. Jednak nie mamy racji. Dlaczego? Ważne jes więc nie tylko jakie liczby oczek wypadły, ale też na których kostkach. {audio}Bowiem traktujemy kostki jako nierozróżnialne. Okazuje się jednak, że rzucając kilkoma kostkami koniecznie należy je rozróżnić, czego nie zrobiliśmy powyżej., 4. Na przykład poniższe wyniki są różne.

nawias, jeden przecinek pięć, przecinek, sześć, zamknięcie nawiasu
nawias, jeden przecinek sześć, przecinek, pięć, zamknięcie nawiasu
nawias, pięć przecinek jeden, przecinek, sześć, zamknięcie nawiasu
nawias, pięć przecinek sześć, przecinek, jeden, zamknięcie nawiasu
nawias, sześć przecinek jeden, przecinek, pięć, zamknięcie nawiasu
nawias, sześć przecinek pięć, przecinek, jeden, zamknięcie nawiasu, 5. Zajściu zdarzenia polegającego na otrzymaniu sumy oczek równej jedenaście sprzyja dwadzieścia siedem wyników: trzy, razy, trzy silnia, plus, trzy, razy, trzy, równa się, dwadzieścia siedem, 6. Zajściu zdarzenia polegającego na otrzymaniu sumy oczek równej dwanaście sprzyja dwadzieścia pięć wyników: trzy, razy, trzy silnia, plus, dwa, razy, trzy, plus, jeden, równa się, dwadzieścia pięć. Zatem szansa wypadnięcia sumy oczek równej jedenaście jest większa, niż szansa wypadnięcia sumy oczek równej dwanaście .
Polecenie 2

Rzucamy dwiema kostkami do gry i dodajemy liczby oczek, które wypadły na kostkach. Czy  częściej wypadnie suma oczek równa 5 czy 9 ? Odpowiedź uzasadnij.

Własności prawdopodobieństwa

Z aksjomatycznej definicji prawdopodobieństwa oraz z własności działań na zdarzeniach, wynikają własności prawdopodobieństwawłasności prawdopodobieństwawłasności prawdopodobieństwa, które przedstawimy poniżej.

Własności prawdopodobieństwa
Twierdzenie: Własności prawdopodobieństwa

Niech Ω będzie skończonym zbiorem zdarzeń elementarnych, a P niech będzie prawdopodobieństwem określonym na zdarzeniach AΩBΩ. Wówczas:

  1. PΩ=1

  2. P=0

  3. 0PA1

  4. Jeśli AB, to PAPB

Dla przykładu udowodnimy jedną z własności podanych w twierdzeniu.

Przykład 5

Udowodnimy, że P=0.

Wiadomo, że dla dowolnego zdarzenia A:

A=A=A

Na podstawie aksjomatycznej teorii prawdopodobieństwa wiemy, że dla każdej pary wykluczających się zdarzeń AB tej samej przestrzeni zdarzeń elementarnych, zachodzi równość

PAB=PA+PB

Zatem:

PA=PA

PA=PA+P

Odejmując zapisane równości stronami, otrzymujemy

0=P

C. n. d

Przykład 6

Rzucamy dwiema kostkami do gry.

  • Obliczamy prawdopodobieństwo zdarzenia A – suma liczb wyrzuconych oczek jest co najmniej równa 2.
    Najmniejsza liczba oczek na każdej z kostek to 1, zatem zawsze w rzucie dwiema kostkami suma liczb wyrzuconych oczek będzie co najmniej równa 2. A jest zdarzeniem pewnym.
    PA=1

  • Obliczamy prawdopodobieństwo zdarzenia B – suma liczb wyrzuconych oczek jest równa 13.
    Największa liczba oczek na każdej z kostek to 6, zatem zawsze w rzucie dwiema kostkami suma liczb wyrzuconych oczek będzie nie większa niż 12. B jest zdarzeniem niemożliwym.
    PB=0

Poznamy teraz bardzo ważne twierdzenie, określające prawdopodobieństwo zajścia zdarzenia przeciwnego do danego zdarzenia.

Prawdopodobieństwo zdarzenia przeciwnego
Twierdzenie: Prawdopodobieństwo zdarzenia przeciwnego

Niech Ω będzie skończonym zbiorem zdarzeń elementarnych, a P niech będzie prawdopodobieństwem określonym na zdarzeniach AΩA'Ω.

Jeśli zdarzenia AA' są zdarzeniami przeciwnymi, to

PA'=1-PA
Przykład 7

Obliczymy prawdopodobieństwo zajścia zdarzenia A, gdy PA'=0,3.

Korzystamy ze wzoru na prawdopodobieństwo zdarzenia przeciwnego.

PA'=1-PA

Stąd:

PA=1-PA'

PA=1-0,3=0,7

Przykład 8

Każdy z 12 przyjaciół urodził się w innym miesiącu. Obliczymy prawdopodobieństwo, że losowo wskazana osoba z tej grupy nie urodziła się w lipcu.

Oznaczmy:
A – zdarzenie polegające na tym, że żadna z osób nie urodziła się w lipcu.

Wskazujemy jedną osobę spośród 12. Zatem:

Ω=12

Zdarzeniu A – sprzyjają zdarzenia: wylosowana osoba urodziła się w styczniu, lutym, marcu, kwietniu, maju, czerwcu, sierpniu, wrześniu, październiku, listopadzie lub w grudniu. Mamy więc kilka możliwości. Natomiast zdarzeniu przeciwnemu – wskazana osoba urodziła się w lipcu – odpowiada tylko jedna możliwość. Obliczamy więc najpierw prawdopodobieństwo zdarzenia przeciwnego do zdarzenia A.

PA'=112

Stąd

PA=1-112=1112

Odpowiedź:

Prawdopodobieństwo, że wskazana osoba nie urodziła się w lipcu jest równe 1112.

Powyższy przykład był dość prostym zadaniem na zastosowanie wzoru na prawdopodobieństwo zdarzenia przeciwnego, ale jak wkrótce się przekonasz, wzór ten ułatwia rozwiązywanie wielu skomplikowanych problemów probabilistycznych.

Przykład 9

Rzucamy trzy razy sześcienną kostką do gry. Obliczymy prawdopodobieństwo, że choć raz uzyskaliśmy liczbę oczek równą 3 lub 4.

Liczba zdarzeń elementarnych w rozpatrywanym doświadczeniu jest równa:

Ω =6·6·6=216

Rozważmy zdarzenie przeciwne: A' – ani razu nie wypadła ani liczba oczek równa trzy, ani cztery.

Wtedy może wypaść każda z pozostałych czterech liczb oczek (1, 2, 5 lub 6).

A'=4·4·4=64

Zatem:

PA'=64216

Na mocy twierdzenia o prawdopodobieństwie zdarzenia przeciwnego, otrzymujemy:

PA=1-64216=152216=1927

Odpowiedź:

Prawdopodobieństwo, że choć raz uzyskaliśmy liczbę oczek równą 3 lub 4 jest równe 1927.

Przed nami własność prawdopodobieństwa, związana z prawdopodobieństwem sumy zdarzeń.

Prawdopodobieństwo sumy zdarzeń
Twierdzenie: Prawdopodobieństwo sumy zdarzeń

Niech Ω będzie skończonym zbiorem zdarzeń elementarnych, a P niech będzie prawdopodobieństwem określonym na zdarzeniach AΩBΩ, wówczas

PAB=PA+PB-PAB

Jeśli zdarzenia AB wykluczają się, czyli AB=, to

PAB=PA+PB
Przykład 10

Wśród 50 przechodniów przeprowadzono ankietę, w której zapytano o ulubiony smak lodów. Połowa osób odpowiedziała, że najbardziej lubi lody waniliowe, 80% pozostałych odpowiedziało, że lubi lody czekoladowe. A dwie osoby stwierdziły, że lubią i lody waniliowe, i czekoladowe.

Obliczymy prawdopodobieństwo tego, że losowo wskazana osoba z tej grupy lubi lody waniliowe lub czekoladowe.

Oznaczmy:
W – zdarzenie, że losowo wskazana osoba lubi lody waniliowe,
C – zdarzenie, że losowo wskazana osoba lubi lody czekoladowe,

Wskazujemy jedną z 50 osób, zatem Ω=50.

Liczba osób, która lubi lody waniliowe jest równa: 0,5·50=25.

Liczba osób, która lubi lody czekoladowe jest równa: 0,8·25=20.

Liczba osób, która lubi i lody waniliowe i czekoladowe jest równa 2.

Zatem:

W=25, C=20, WC=2.

Korzystamy ze wzoru na prawdopodobieństwo sumy zdarzeń.

PWC=PW+PC-PWC

PWC=2550+2050-250=4350

Odpowiedź:

Prawdopodobieństwo tego, że losowo wskazana osoba z tej grupy lubi lody waniliowe lub czekoladowe jest równe 4350.

Przykład 11

Wiadomo, że AΩ, BΩ, AB=PA=13, PB=14. Obliczymy PAB.

Zauważmy, że

PA+PB=13+14=712.

Zdarzenia AB wykluczają się. Zatem

PAB=PA+PB=712.

Przykład 12

W torebce jest 10 cukierków, w tym cztery to cukierki miętowe. W sposób losowy wyjmujemy z torebki trzy cukierki. Obliczymy prawdopodobieństwo, że co najmniej dwa wyjęte cukierki to cukierki miętowe.

Zdarzeniami elementarnymi są trzyelementowe podzbiory zbioru dziesięcioelementowego. Zatem

Ω=103=10!3!·7!=8·9·106=120

Zdarzenie polegające na wyciągnięciu co najmniej dwóch cukierków miętowych, możemy rozpatrywać jako sumę  zdarzeń:

A – wyciągamy dwa cukierki miętowe,

B – wyciągamy trzy cukierki miętowe.

Liczba zdarzeń sprzyjających zdarzeniu A jest równa:

42·61=4!2!·2!·6=36

Liczba zdarzeń sprzyjających zdarzeniu B jest równa:

43=4

Aby obliczyć prawdopodobieństwo zdarzenia AB, korzystamy ze wzoru:

PAB=PA+PB

PAB=36120+4120=40120=13

Odpowiedź:

Prawdopodobieństwo, że co najmniej dwa wyjęte cukierki to cukierki miętowe, jest równe 13.

Polecenie 3

Spróbuj zapisać wzór na prawdopodobieństwo różnicy zdarzeń. Porównaj swój zapis ze wzorem zamieszczonym w infografice. Uzasadnij zapisane w infografice wzory, korzystając z odpowiednich rysunków.

RLwxAP2iI9J0a
Ilustracja. Twierdzenie o prawdopodobieństwie różnicy zdarzeń. 1. Niech omega będzie skończonym zbiorem zdarzeń elementarnych, a P niech będzie prawdopodobieństwem określonym na zdarzeniach A zawiera się w omedze i B zawiera się w omedze. Wówczas: P nawias, A, minus, B, zamknięcie nawiasu, równa się, P nawias, A, zamknięcie nawiasu, minus, P nawias, A iloczyn zbiorów B, zamknięcie nawiasu, co czytamy następująco: prawdopodobieństwo różnicy zdarzeń równa się prawdopodobieństwu pierwszego zdarzenia odjąć prawdopodobieństwo iloczynu tych zdarzeń. Ilustracja do punktu pierwszego przedstawia dwa zbiory: A i B reprezentowane przez elipsy. Zbiory nachodzą na siebie. Zbiory są podpisane jako A i B, a ich część wspólna podpisana jest jako A iloczyn zbiorów B. 2. Jeżeli zdarzenia A i B są zdarzeniami wykluczającymi się, to P nawias, A, minus, B, zamknięcie nawiasu, równa się, P nawias, A, zamknięcie nawiasu, co czytamy jako prawdopodobieństwo różnicy zdarzeń równa się prawdopodobieństwu zdarzenia pierwszego. Ilustracja do punktu drugiego przedstawia dwa zbiory A i B reprezentowane przez elipsy. Zbiory są oddalone od siebie i nie mają części wspólnej - są rozłączne. Przykład. Niech omega będzie skończonym zbiorem zdarzeń elementarnych, a P niech będzie prawdopodobieństwem określonym na zdarzeniach A zawartym w omedze i B zawartym w omedze. Wiadomo, że P nawias, B, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, jeden, mianownik, sześć, koniec ułamka, przecinek, P nawias, A iloczyn zbiorów B, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, jeden, mianownik, osiem, koniec ułamka, przecinek, P nawias, A suma zbiorów B, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, jeden, mianownik, cztery, koniec ułamka. Obliczymy P nawias, A, minus, B, zamknięcie nawiasu. Najpierw skorzystamy ze wzoru na prawdopodobieństwo sumy zdarzeń. P nawias, A suma zbiorów B, zamknięcie nawiasu, równa się, P nawias, A, zamknięcie nawiasu, plus, P nawias, B, zamknięcie nawiasu, minus, P nawias, A iloczyn zbiorów B, zamknięcie nawiasu Z podanego wzoru wyznaczamy prawdopodobieństwo zdarzenia A. P nawias, A, zamknięcie nawiasu, równa się, P nawias, A suma zbiorów B, zamknięcie nawiasu, minus, P nawias, B, zamknięcie nawiasu, plus, P nawias, A iloczyn zbiorów B, zamknięcie nawiasu Do zapisanej równości, wstawiamy odpowiednie liczby. P nawias, A, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, jeden, mianownik, cztery, koniec ułamka, minus, początek ułamka, jeden, mianownik, sześć, koniec ułamka, plus, początek ułamka, jeden, mianownik, osiem, koniec ułamka Otrzymujemy więc P nawias, A, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, pięć, mianownik, dwadzieścia cztery, koniec ułamka. Zdarzenia A i B nie są zdarzeniami wykluczającymi się. P nawias, A iloczyn zbiorów B, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, jeden, mianownik, osiem, koniec ułamka, nie równa się, zbiór pusty Zapisujemy wzór na prawdopodobieństwo różnicy zdarzeń, z którego skorzystamy. P nawias, A, minus, B, zamknięcie nawiasu, równa się, P nawias, A, zamknięcie nawiasu, minus, P nawias, A iloczyn zbiorów B, zamknięcie nawiasu Do wzoru podstawiamy odpowiednie liczby. P nawias, A, minus, B, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, pięć, mianownik, dwadzieścia cztery, koniec ułamka, minus, początek ułamka, jeden, mianownik, osiem, koniec ułamka Prawdopodobieństwo różnicy zdarzeń A i B jest równe początek ułamka, jeden, mianownik, dwanaście, koniec ułamka. P nawias, A, minus, B, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, dwa, mianownik, dwadzieścia cztery, koniec ułamka, równa się, początek ułamka, jeden, mianownik, dwanaście, koniec ułamka
Polecenie 4

Wiadomo, że A, B są zdarzeniami tej samej przestrzeni zdarzeń elementarnych ΩP jest prawdopodobieństwem określonym na tych zdarzeniach. Wykaż, że PAB-PAB=PB.

Prawdopodobieństwo sumy zdarzeń wykluczających się

Rzucamy kostką do gry. Możliwe jest wyrzucenie nieparzystej liczby oczek: 1, 3 lub 5. Można też wyrzucić parzystą liczbę oczek: 2, 4 lub 6. Zdarzenie A – wyrzucenie nieparzystej liczby oczek i zdarzenie B – wyrzucenie parzystej liczby oczek nie mogą zajść jednocześnie. Część wspólna tych zdarzeń jest zdarzeniem niemożliwym.

AB=

Zdarzenia te są zdarzeniami rozłącznymi (wykluczającymi się).

W przypadku większej liczby zdarzeń o takich zdarzeniach mówimy, że są parami rozłącznymi lub parami wykluczającymi się.

Informacja o tym, że dane zdarzenia są rozłączne jest bardzo ważna w przypadku określania prawdopodobieństwa sumy tych zdarzeń.

Prawdopodobieństwo sumy dwóch zdarzeń rozłącznych
Twierdzenie: Prawdopodobieństwo sumy dwóch zdarzeń rozłącznych

Niech Ω będzie skończonym zbiorem zdarzeń elementarnych, a P niech będzie prawdopodobieństwem określonym na zdarzeniach AΩBΩ, wówczas

jeśli zdarzenia AB wykluczają się, czyli AB=, to:

PAB=PA+PB
R1G4rnJiaawCr
Przykład 13

Adam ma do wyboru 2 krawaty w kratkę, 3 w paski i 4 w kwiatki. Wybiera krawat w sposób losowy. Jakie jest prawdopodobieństwo, że wybierze krawat w kratkę lub w kwiatki?

Zdarzenia:
K – Adam wybierze krawat w kratkę,
A – Adam wybierze krawat w kwiatki
są rozłączne. Możemy więc zastosować wzór sformułowany w powyższym twierdzeniu.

PKA=PK+PA

PKA=29+49=69=23

Odpowiedź:

Prawdopodobieństwo, że Adam wybierze krawat w kratkę lub w kwiatki jest równe 23.

Przykład 14

Niech AΩBΩPAB'=0,8.

Wykażemy, że PA'B0,2.

Rozwiązanie:

Wiadomo, że AB'=AB oraz A'B=BA.

Zdarzenia te są rozłączne, zatem ze wzoru na sumę zdarzeń rozłącznych otrzymujemy:

PAB'+PA'BPΩ=1

Czyli:

PA'B1-PAB'=1-0,8=0,2

C.d.n

Podane powyżej twierdzenie o prawdopodobieństwie sumy dwóch zdarzeńprawdopodobieństwo sumy dwóch zdarzeń rozłącznychprawdopodobieństwie sumy dwóch zdarzeń jest prawdziwe również dla większej liczby zdarzeń. Poniżej wersja twierdzenia dla trzech zdarzeń.

Prawdopodobieństwo sumy trzech zdarzeń rozłącznych
Twierdzenie: Prawdopodobieństwo sumy trzech zdarzeń rozłącznych

Niech Ω będzie skończonym zbiorem zdarzeń elementarnych, a P niech będzie prawdopodobieństwem określonym na zdarzeniach AΩBΩ, CΩ, wówczas

jeśli zdarzenia A, B, C wykluczają się wzajemnie, czyli AB=, AC=, BC=, ABC=, to:

PABC=PA+PB+PC
RHs77NxHPkEgG
Przykład 15

W koszu znajduje się 25 losów na loterię. Wśród nich 10 to losy przegrywające, a 15 wygrywające.

Ewa wyciąga kolejno trzy losy. Obliczymy prawdopodobieństwo, że wyciągnęła dwa losy wygrywające W i jeden przegrywający K.

Rozwiązanie:

Pierwszy los wyciąga Ewa spośród 25 losów, drugi spośród 24, a trzeci spośród 23.

Zatem Ω=25·24·23.

Oznaczmy:
A – wyciągnięcie dwóch losów wygrywających i jednego przegrywającego.

Zdarzeniu A sprzyjają następujące zdarzenia:

W1,W2,K, W1,K,W2, K,W1,W2.

Zauważmy, że zdarzenia W1W2K, W1KW2, KW1W2 wzajemnie się wykluczają.

Prawdopodobieństwo ich sumy równe jest sumie ich prawdopodobieństw.

PA=PW1W2KW1KW2KW1W2

PA=PW1W2K+PW1KW2+PKW1W2

PA=15·14·10+15·10·14+10·15·1425·24·23=2146

Odpowiedź:

Prawdopodobieństwo wyciągnięcia przez Ewę dwóch losów wygrywających i jednego przegrywającego jest równe 2146.

Twierdzenie o prawdopodobieństwie sumy zdarzeń, sformułujemy teraz w wersji ogólnej, dla n zdarzeń, gdzie n 2 n.

Prawdopodobieństwo sumy n zdarzeń rozłącznych
Twierdzenie: Prawdopodobieństwo sumy n zdarzeń rozłącznych

Niech Ω będzie przestrzenią zdarzeń elementarnych i A1Ω, A2Ω, , AnΩ.

Jeżeli zdarzenia A1, A2, , An wzajemnie się wykluczają, to:

PA1A2An=PA1+PA2++PAn

Prawdopodobieństwo sumy zdarzeń

Poprzednie przykłady dotyczyły jedynie obliczania sumy zdarzeń wykluczających się. Teraz podamy twierdzenie uogólnione, w którym nie jest wymagane, aby dane zdarzenia były rozłączne.

Prawdopodobieństwo sumy zdarzeń
Twierdzenie: Prawdopodobieństwo sumy zdarzeń

Niech Ω będzie skończonym zbiorem zdarzeń elementarnych, a P niech będzie prawdopodobieństwem określonym na zdarzeniach AΩBΩ, wówczas

PAB=PA+PB-PAB
R5BZGb1QYr1JG
Dowód

Załóżmy, że AΩBΩ.

Zachodzi wtedy równość:

AB=ABA

Zdarzenia ABA wykluczają się, zatem:

PAB=PA+PBA.

Prawdziwa jest również równość

B=ABBA

Zdarzenia AB oraz BA wykluczają się, więc

PB=PAB+PBA

Otrzymane równości odejmujemy stronami.

PAB=PA+PBA   PB=PAB+PBA_PABPB=PA+PBAPABPBA

Redukujemy wyrazy podobne.

PAB-PB=PA-PAB

Przenosimy na prawą stronę wyrażenie PB.

PAB=PA+PB-PAB

C.d.n

Przykład 16

Pewien maturzysta może uzyskać z egzaminu maturalnego z matematyki co najmniej 40 punktów z prawdopodobieństwem 0,6.

Natomiast co najwyżej 40 punktów z prawdopodobieństwem 0,8.

Oblicz prawdopodobieństwo, że uzyska 40 punktów.

Rozwiązanie:

Oznaczmy:
A – zdarzenie polegające na uzyskaniu przez maturzystę co najmniej 40 punktów,
B – zdarzenie polegające na uzyskaniu przez maturzystę co najwyżej 40 punktów.

Zauważmy, że :

PA=0,6

PB=0,8

AB=ΩPAB=1

Uzyskane liczby wstawiamy do wzoru na prawdopodobieństwo sumy zdarzeńprawdopodobieństwo sumy zdarzeńprawdopodobieństwo sumy zdarzeń.

PAB=PA+PB-PAB

1=0,6+0,8-PAB

Wyznaczamy PAB.

1=1,4-PAB

PAB=0,4

Odpowiedź:

Prawdopodobieństwo, że maturzysta uzyska 40 punktów jest równe 0,4.

Przykład 17

Niech AB będą zdarzeniami tej samej przestrzeni zdarzeń elementarnych takimi, że PA=14, PAB=58, PAB=16. Obliczymy PBA.

Rozwiązanie:

Ponieważ PBA=PB-PAB, więc do wyznaczenia prawdopodobieństwa PBA, będzie potrzebna znajomość liczby PB.

Do wyznaczenia tego prawdopodobieństwa, skorzystamy ze wzoru na prawdopodobieństwo sumy zdarzeń.

PAB=PA+PB-PAB

58=14+PB-16

PB=1324

Zatem

PBA=1324-16=924=38

Odpowiedź:

Liczba PBA jest równa 38.

Twierdzenie o sumie zdarzeń, które się nie wykluczają, można uogólnić. Poniżej wersja dla trzech zdarzeń.

Prawdopodobieństwo sumy trzech zdarzeń
Twierdzenie: Prawdopodobieństwo sumy trzech zdarzeń

Niech Ω będzie skończonym zbiorem zdarzeń elementarnych, a P niech będzie prawdopodobieństwem określonym na zdarzeniach AΩBΩ, CΩ, wówczas:

PABC=PA+PB+PC-PAB-PAC+

-PBC+PABC

Polecenie 5

Zapoznaj się z animacją, która przybliży Ci jedno z kluczowych twierdzeń klasycznego modelu rachunku prawdopodobieństwa – twierdzenie o prawdopodobieństwie sumy zdarzeń. Zwróć uwagę na założenia, które są bardzo istotne przy wyborze odpowiedniego wzoru.

R2OPbUozwqOzz
Film nawiązujący do treści lekcji dotyczącej prawdopodobieństwa sumy zdarzeń.
Polecenie 6

Wykaż, że

PABC=PA+PB+PC-PAB-PAC+

-PBC+PABC

1
Ćwiczenie 1

Rzucono niesymetryczną kostką. Prawdopodobieństwo otrzymania danej liczby oczek wpisano do tabelki.

Liczba oczek

1

2

3

4

5

6

Prawdopodobieństwo

112

13

112

112

14

16

REW2n5xjoHwFv
Wynika z tego, że prawdopodobieństwo otrzymania liczby oczek większej od cztery jest równe: Możliwe odpowiedzi: 1. początek ułamka, jeden, mianownik, sześć, koniec ułamka, 2. początek ułamka, jeden, mianownik, trzy, koniec ułamka, 3. początek ułamka, pięć, mianownik, dwanaście, koniec ułamka, 4. początek ułamka, sześć, mianownik, dwanaście, koniec ułamka
RDoWEGus7kAMP1
Ćwiczenie 2
Dany jest zbiór zdarzeń elementarnych OMEGA, równa się, nawias klamrowy, OMEGA indeks dolny, jeden, koniec indeksu dolnego, przecinek, OMEGA indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, przecinek, OMEGA indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego, przecinek, OMEGA indeks dolny, cztery, koniec indeksu dolnego, zamknięcie nawiasu klamrowego. Ponadto: p nawias, OMEGA indeks dolny, cztery, koniec indeksu dolnego, zamknięcie nawiasu, równa się, dwa p nawias, OMEGA indeks dolny, jeden, koniec indeksu dolnego, zamknięcie nawiasu; dwa p nawias, OMEGA indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, zamknięcie nawiasu, równa się, p nawias, OMEGA indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego, zamknięcie nawiasu; p nawias, OMEGA indeks dolny, jeden, koniec indeksu dolnego, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, jeden, mianownik, pięć, koniec ułamka. Wynika z tego, że: Możliwe odpowiedzi: 1. p nawias, OMEGA indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, dwa, mianownik, pięć, koniec ułamka, 2. p nawias, OMEGA indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, dwa, mianownik, piętnaście, koniec ułamka, 3. p nawias, OMEGA indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, cztery, mianownik, pięć, koniec ułamka, 4. p nawias, OMEGA indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, cztery, mianownik, piętnaście, koniec ułamka
R5JMjCj73SFLF2
Ćwiczenie 3
Wybierz jedno nowe słowo poznane podczas dzisiejszej lekcji i ułóż z nim zdanie.
R1ARGcwQz4V3i2
Ćwiczenie 4
Zaznacz wszystkie zdania prawdziwe. Możliwe odpowiedzi: 1. Pojęcie prawdopodobieństwa zajścia zdarzenia A to teoretyczny odpowiednik częstości zajścia tego zdarzenia., 2. Przy jednokrotnym rzucie monetą wypadnięcie orała lub reszki to zdarzenia jednakowo prawdopodobne., 3. Prawdopodobieństwo zajścia zdarzenia A jest iloczynem prawdopodobieństw zdarzeń sprzyjających zdarzeniu A., 4. Prawdopodobieństwo zajścia danego zdarzenia A jest zawsze mniejsze od jeden.
R1aOxUojTpk5G2
Ćwiczenie 5
Wymyśl pytanie na kartkówkę związane z tematem materiału.
RbqYilDyN2eI42
Ćwiczenie 6
Dany jest zbiór zdarzeń elementarnych OMEGA, równa się, nawias klamrowy, OMEGA indeks dolny, jeden, koniec indeksu dolnego, przecinek, OMEGA indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, zamknięcie nawiasu klamrowego.
Połącz w pary prawdopodobieństwa zdarzeń OMEGA indeks dolny, jeden, koniec indeksu dolnego (lewa kolumna) i OMEGA indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego (prawa kolumna). początek ułamka, sześć, mianownik, osiem, koniec ułamka Możliwe odpowiedzi: 1. początek ułamka, jeden, mianownik, cztery, koniec ułamka, 2. początek ułamka, szesnaście, mianownik, dwadzieścia cztery, koniec ułamka, 3. początek ułamka, dwanaście, mianownik, dwadzieścia, koniec ułamka, 4. początek ułamka, trzy, mianownik, trzydzieści trzy, koniec ułamka początek ułamka, jeden, mianownik, trzy, koniec ułamka Możliwe odpowiedzi: 1. początek ułamka, jeden, mianownik, cztery, koniec ułamka, 2. początek ułamka, szesnaście, mianownik, dwadzieścia cztery, koniec ułamka, 3. początek ułamka, dwanaście, mianownik, dwadzieścia, koniec ułamka, 4. początek ułamka, trzy, mianownik, trzydzieści trzy, koniec ułamka początek ułamka, dziesięć, mianownik, jedenaście, koniec ułamka Możliwe odpowiedzi: 1. początek ułamka, jeden, mianownik, cztery, koniec ułamka, 2. początek ułamka, szesnaście, mianownik, dwadzieścia cztery, koniec ułamka, 3. początek ułamka, dwanaście, mianownik, dwadzieścia, koniec ułamka, 4. początek ułamka, trzy, mianownik, trzydzieści trzy, koniec ułamka początek ułamka, dwa, mianownik, pięć, koniec ułamka Możliwe odpowiedzi: 1. początek ułamka, jeden, mianownik, cztery, koniec ułamka, 2. początek ułamka, szesnaście, mianownik, dwadzieścia cztery, koniec ułamka, 3. początek ułamka, dwanaście, mianownik, dwadzieścia, koniec ułamka, 4. początek ułamka, trzy, mianownik, trzydzieści trzy, koniec ułamka
3
Ćwiczenie 7

Pewna sześcienna kostka do gry jest tak skonstruowana, że prawdopodobieństwo wypadnięcia każdej ściany jest proporcjonalne do liczby oczek zapisanych na tej ścianie. Znajdź prawdopodobieństwo wyrzucenia 3 lub 5 oczek.

3
Ćwiczenie 8

Rzucamy dwiema sześciennymi kostkami do gry. Gdy suma liczb otrzymanych oczek na obu kostkach jest równa 5, wygrywa gracz A. Gdy suma liczb otrzymanych oczek na obu kostkach jest równa 10, wygrywa gracz B.

Gracz A twierdzi, że szanse wygranej dla każdego z nich są równe, bo

5=4+1=3+2 – dwie możliwości,

10=6+4=5+5 – dwie możliwości.

Czy gracz A ma rację? Uzasadnij odpowiedź.

ReWDyZWnbsAcs1
Ćwiczenie 9
Wiadomo, że A, B są zdarzeniami tej samej przestrzeni zdarzeń elementarnych OMEGA i P jest prawdopodobieństwem określonym na tych zdarzeniach. Wskaż wszystkie pary zdarzeń, które na pewno nie są zdarzeniami rozłącznymi. Możliwe odpowiedzi: 1. P nawias, A, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, dwa, mianownik, pięć, koniec ułamka i P nawias, B, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, cztery, mianownik, pięć, koniec ułamka, 2. P nawias, A, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, dziewięć, mianownik, dziesięć, koniec ułamka i P nawias, B, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, siedem, mianownik, dziewięć, koniec ułamka, 3. P nawias, A, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, trzy, mianownik, cztery, koniec ułamka i P nawias, B, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, trzy, mianownik, pięć, koniec ułamka, 4. P nawias, A, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, dwa, mianownik, jedenaście, koniec ułamka i P nawias, B, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, jeden, mianownik, cztery, koniec ułamka
RoxjEbKtj6nX4
Ćwiczenie 10
Wiadomo, że A, B są zdarzeniami tej samej przestrzeni zdarzeń elementarnych OMEGA i P jest prawdopodobieństwem określonym na tych zdarzeniach. Wskaż wszystkie pary zdarzeń, które na pewno nie są zdarzeniami rozłącznymi. Możliwe odpowiedzi: 1. P nawias, A, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, dwa, mianownik, pięć, koniec ułamka i P nawias, B, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, cztery, mianownik, pięć, koniec ułamka, 2. P nawias, A, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, dziewięć, mianownik, dziesięć, koniec ułamka i P nawias, B, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, siedem, mianownik, dziewięć, koniec ułamka, 3. P nawias, A, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, trzy, mianownik, cztery, koniec ułamka i P nawias, B, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, trzy, mianownik, pięć, koniec ułamka, 4. P nawias, A, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, dwa, mianownik, jedenaście, koniec ułamka i P nawias, B, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, jeden, mianownik, cztery, koniec ułamka
RHimjauDFP2EX2
Ćwiczenie 11
Zaznacz prawidłową odpowiedź. Wiadomo, że A, B są zdarzeniami tej samej przestrzeni zdarzeń elementarnych OMEGA i P jest prawdopodobieństwem określonym na tych zdarzeniach. Jeżeli P nawias, A, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, trzy, mianownik, cztery, koniec ułamka, P nawias, A iloczyn zbiorów B, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, jeden, mianownik, osiem, koniec ułamka, P nawias, A suma zbiorów B, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, piętnaście, mianownik, szesnaście, koniec ułamka to liczba P nawias, B prim, zamknięcie nawiasu jest równa: Możliwe odpowiedzi: 1. początek ułamka, pięć, mianownik, szesnaście, koniec ułamka, 2. początek ułamka, jedenaście, mianownik, szesnaście, koniec ułamka, 3. początek ułamka, pięć, mianownik, osiem, koniec ułamka, 4. początek ułamka, trzy, mianownik, osiem, koniec ułamka
R1TN7lnztDiaX2
Ćwiczenie 12
Wymyśl pytanie na kartkówkę związane z tematem materiału.
Rfef9TsuY47J82
Ćwiczenie 13
Wiadomo, że A, B są zdarzeniami tej samej przestrzeni zdarzeń elementarnych OMEGA i P jest prawdopodobieństwem określonym na tych zdarzeniach oraz P nawias, A, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, jeden, mianownik, cztery, koniec ułamka, P nawias, B, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, jeden, mianownik, pięć, koniec ułamka, P nawias, A iloczyn zbiorów B, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, jeden, mianownik, dwadzieścia, koniec ułamka.
Zaznacz wszystkie poprawne odpowiedzi. Możliwe odpowiedzi: 1. P nawias, A suma zbiorów B, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, dwa, mianownik, pięć, koniec ułamka, 2. P nawias, A prim, zamknięcie nawiasu, plus, P nawias, B prim, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, trzy, mianownik, pięć, koniec ułamka, 3. P nawias, A, minus, B, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, jeden, mianownik, pięć, koniec ułamka, 4. P nawias, B, minus, A, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, jeden, mianownik, cztery, koniec ułamka
R1COxMyYZSt9t2
Ćwiczenie 14
Dostępne opcje do wyboru: dwadzieścia, cztery, osiem, symbol Newtona, otwarcie nawiasu, osiem po cztery, zamknięcie nawiasu, początek ułamka, czternaście, mianownik, dziewięćset sześćdziesiąt dziewięć, koniec ułamka, symbol Newtona, otwarcie nawiasu, dwadzieścia po cztery, zamknięcie nawiasu, jeden, początek ułamka, dziewięćset pięćdziesiąt pięć, mianownik, dziewięćset sześćdziesiąt dziewięć, koniec ułamka. Polecenie: Aby przejść do drugiego etapu konkursu Gra o wszystko, uczestnik musi odpowiedzieć na co najmniej jedno pytanie spośród czterech, które losuje z dwudziestu możliwych. Eryk zna odpowiedź tylko na dwanaście pytań. Jakie jest prawdopodobieństwo, że Eryk przejdzie do drugiego etapu konkursu?
Uzupełnij rozwiązanie powyższego zadania, wybierając odpowiednie liczby z podanych. Zdarzeniem elementarnym w rozważanym doświadczeniu jest czteroelementowa kombinacja zbioru luka do uzupełnienia –elementowego.
moc zbioru omega równa się luka do uzupełnienia
Zdarzeniem przeciwnym do zdarzenia A – Eryk odpowie na co najmniej jedno pytanie, jest zdarzenie A prim - Eryk nie odpowie na żadne pytanie.
Zdarzenie A prim polega na wylosowaniu luka do uzupełnienia pytań spośród luka do uzupełnienia pytań, na które nie zna odpowiedzi.
moc zbioru A prim luka do uzupełnienia
Zatem P nawias, A prim, zamknięcie nawiasu, równa się luka do uzupełnienia .
Prawdopodobieństwo szukanego zdarzenia jest więc równe
P nawias, A, zamknięcie nawiasu, równa się luka do uzupełnienia minus, P nawias, A prim, zamknięcie nawiasu, równa się luka do uzupełnienia .
RrYfCYNNoiqWb2
Ćwiczenie 15
Wiadomo, że A, B są zdarzeniami tej samej przestrzeni zdarzeń elementarnych OMEGA i P jest prawdopodobieństwem określonym na tych zdarzeniach oraz P nawias, A ', zamknięcie nawiasu, równa się, zero kropka sześć, P nawias, B, zamknięcie nawiasu, równa się, zero kropka pięć, P nawias, A suma zbiorów B, zamknięcie nawiasu, równa się, zero kropka siedem.
Uzupełnij równości, wpisując odpowiednie liczby zapisane za pomocą ułamków dziesiętnych. P nawias, B, zamknięcie nawiasu, minus, P nawias, A, zamknięcie nawiasu, równa się Tu uzupełnij P nawias, A iloczyn zbiorów B, zamknięcie nawiasu, równa się Tu uzupełnij P nawias, B ', zamknięcie nawiasu, równa się Tu uzupełnij P nawias, B, minus, A, zamknięcie nawiasu, równa się Tu uzupełnij
R1CfHjStllDgd3
Ćwiczenie 16
Wiadomo, że A, B są zdarzeniami tej samej przestrzeni zdarzeń elementarnych OMEGA i P jest prawdopodobieństwem określonym na tych zdarzeniach. Oblicz P nawias, A, minus, B, zamknięcie nawiasu, jeśli P nawias, A suma zbiorów B, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, jeden, mianownik, dwa, koniec ułamka, P nawias, A, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, dwa, mianownik, pięć, koniec ułamka i P nawias, B, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, jeden, mianownik, cztery, koniec ułamka.
Poukładaj w odpowiedniej kolejności rozwiązanie zadania. Elementy do uszeregowania: 1. P nawias, A, minus, B, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, dwa, mianownik, pięć, koniec ułamka, minus, początek ułamka, trzy, mianownik, dwadzieścia, koniec ułamka, 2. Do wzoru na prawdopodobieństwo różnicy zdarzeń podstawiamy odpowiednie liczby., 3. początek ułamka, jeden, mianownik, dwa, koniec ułamka, równa się, początek ułamka, trzynaście, mianownik, dwadzieścia, koniec ułamka, minus, P nawias, A iloczyn zbiorów B, zamknięcie nawiasu, 4. P nawias, A, minus, B, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, jeden, mianownik, cztery, koniec ułamka, 5. Korzystamy ze wzoru na prawdopodobieństwo sumy zdarzeń., 6. Wyznaczamy prawdopodobieństwo iloczynu zdarzeń., 7. Podstawiamy do wzoru na prawdopodobieństwo sumy zdarzeń odpowiednie liczby., 8. Odpowiedź: prawdopodobieństwo różnicy zdarzeń A i B jest równe początek ułamka, jeden, mianownik, cztery, koniec ułamka., 9. początek ułamka, jeden, mianownik, dwa, koniec ułamka, równa się, początek ułamka, dwa, mianownik, pięć, koniec ułamka, plus, początek ułamka, jeden, mianownik, cztery, koniec ułamka, minus, P nawias, A iloczyn zbiorów B, zamknięcie nawiasu, 10. P nawias, A suma zbiorów B, zamknięcie nawiasu, równa się, P nawias, A, zamknięcie nawiasu, plus, P nawias, B, zamknięcie nawiasu, minus, P nawias, A iloczyn zbiorów B, zamknięcie nawiasu, 11. P nawias, A iloczyn zbiorów B, zamknięcie nawiasu, równa się, początek ułamka, trzynaście, mianownik, dwadzieścia, koniec ułamka, minus, początek ułamka, dziesięć, mianownik, dwadzieścia, koniec ułamka, równa się, początek ułamka, trzy, mianownik, dwadzieścia, koniec ułamka, 12. P nawias, A, minus, B, zamknięcie nawiasu, równa się, P nawias, A, zamknięcie nawiasu, minus, P nawias, A iloczyn zbiorów B, zamknięcie nawiasu, 13. Teraz skorzystamy ze wzoru na prawdopodobieństwo różnicy zdarzeń.
3
Ćwiczenie 17

Wiadomo, że A, B są zdarzeniami tej samej przestrzeni zdarzeń elementarnych ΩP jest prawdopodobieństwem określonym na tych zdarzeniach.

Wykaż, że jeżeli PA=35PB=45, to:

25PAB35.

R8PbednS1Xrnm1
Ćwiczenie 18
W maratonie bierze udział osiem zawodników. Prawdopodobieństwo, że zwycięży Antoni jest równe zero przecinek dwa pięć. Prawdopodobieństwo, że zwycięży Bolesław jest równe początek ułamka, jeden, mianownik, trzy, koniec ułamka. Jakie jest prawdopodobieństwo, że zwycięży Antoni lub Bolesław? Możliwe odpowiedzi: 1. początek ułamka, jeden, mianownik, dwa, koniec ułamka, 2. początek ułamka, jeden, mianownik, dwanaście, koniec ułamka, 3. początek ułamka, dwa, mianownik, trzy, koniec ułamka, 4. początek ułamka, siedem, mianownik, dwanaście, koniec ułamka
RIbQBGZNEbq1y1
Ćwiczenie 19
Z talii pięćdziesiąt dwa kart losujemy jedną kartę. Jakie jest prawdopodobieństwo, że wylosowana karta to król lub kier? Możliwe odpowiedzi: 1. początek ułamka, siedemnaście, mianownik, pięćdziesiąt dwa, koniec ułamka, 2. początek ułamka, cztery, mianownik, trzynaście, koniec ułamka, 3. początek ułamka, jeden, mianownik, trzynaście, koniec ułamka, 4. początek ułamka, jeden, mianownik, pięćdziesiąt dwa, koniec ułamka
RaqkQbVjB2qc32
Ćwiczenie 20
Uzupełnij, wpisując odpowiednie liczby. Jeśli A ⊂ OMEGA, B ⊂ OMEGA i P nawias, A, zamknięcie nawiasu, plus, P nawias, B, zamknięcie nawiasu, równa się, zero to P nawias, A suma zbiorów B, zamknięcie nawiasu, równa się Tu uzupełnij. Jeśli A ⊂ OMEGA, B ⊂ OMEGA i P nawias, A, zamknięcie nawiasu, równa się, jeden i P nawias, B, zamknięcie nawiasu, równa się, jeden to P nawias, A iloczyn zbiorów B, zamknięcie nawiasu, równa się Tu uzupełnij. Jeśli A ⊂ OMEGA, B ⊂ OMEGA i P nawias, A, zamknięcie nawiasu, plus, P nawias, B, zamknięcie nawiasu, większy niż Tu uzupełnij to A iloczyn zbiorów B, nie równa się, ∅.
R6NrfLZVRzTFT2
Ćwiczenie 21
Niech A, jest podzbiorem, OMEGA, b, jest podzbiorem, OMEGA. Zaznacz wszystkie zdania prawdziwe. Możliwe odpowiedzi: 1. P nawias, A suma zbiorów B, zamknięcie nawiasu, mniejszy równy, P nawias, A, zamknięcie nawiasu, plus, P nawias, B, zamknięcie nawiasu, 2. P nawias, A prim suma zbiorów B prim, zamknięcie nawiasu, równa się, jeden, minus, P nawias, A suma zbiorów B, zamknięcie nawiasu, 3. A, B – zdarzenia niezależne
P nawias, A suma zbiorów B, zamknięcie nawiasu, równa się, P nawias, A, minus, B, zamknięcie nawiasu, plus, P nawias, A iloczyn zbiorów B, zamknięcie nawiasu, plus, P nawias, B, minus, A, zamknięcie nawiasu, 4. P nawias, A suma zbiorów B, zamknięcie nawiasu, większy równy, P nawias, A, zamknięcie nawiasu, plus, P nawias, B, zamknięcie nawiasu, plus, P nawias, A iloczyn zbiorów B, zamknięcie nawiasu
RyJS382Qj0gAg2
Ćwiczenie 22
Dostępne opcje do wyboru: P nawias, B, zamknięcie nawiasu, P nawias, A, zamknięcie nawiasu, P nawias, A, zamknięcie nawiasu, P nawias, A iloczyn zbiorów B, zamknięcie nawiasu, P nawias, B, zamknięcie nawiasu. Polecenie: Uzupełnij równości, przeciągając odpowiednie prawdopodobieństwa. P nawias, A, zamknięcie nawiasu, plus, P nawias, A prim, iloczyn zbiorów B, zamknięcie nawiasu, równa się, P nawias, A iloczyn zbiorów B prim, zamknięcie nawiasu, plus luka do uzupełnienia
P nawias, A prim, iloczyn zbiorów B prim, zamknięcie nawiasu, równa się, jeden, minus luka do uzupełnienia minus, P nawias, B, zamknięcie nawiasu, plus luka do uzupełnienia
RqekdyKMo952721
Ćwiczenie 23
Poukładaj w odpowiedniej kolejności dowód następującego twierdzenia:
Jeżeli A, jest podzbiorem, OMEGA, B, jest podzbiorem, OMEGA i P nawias, A, zamknięcie nawiasu, równa się, P nawias, B prim, zamknięcie nawiasu to P nawias, A suma zbiorów B, zamknięcie nawiasu, większy równy, zero przecinek pięć.
Dowód: Elementy do uszeregowania: 1. P nawias, A suma zbiorów B, zamknięcie nawiasu, plus, P nawias, A iloczyn zbiorów B, zamknięcie nawiasu, równa się, jeden, 2. Gdyby P nawias, A suma zbiorów B, zamknięcie nawiasu, mniejszy niż, zero przecinek pięć, to P nawias, A iloczyn zbiorów B, zamknięcie nawiasu, mniejszy niż, zero przecinek pięć, a wtedy, 3. P nawias, A suma zbiorów B, zamknięcie nawiasu, równa się, jeden, minus, P nawias, A iloczyn zbiorów B, zamknięcie nawiasu, 4. P nawias, B, zamknięcie nawiasu, równa się, jeden, minus, P nawias, B prim, zamknięcie nawiasu, 5. Wyznaczamy prawdopodobieństwo zdarzenia B., 6. P nawias, A suma zbiorów B, zamknięcie nawiasu, równa się, P nawias, A, zamknięcie nawiasu, plus, P nawias, B, zamknięcie nawiasu, minus, P nawias, A iloczyn zbiorów B, zamknięcie nawiasu, równa się, P nawias, A, zamknięcie nawiasu, plus, jeden, minus, P nawias, B prim, zamknięcie nawiasu, minus, P nawias, A iloczyn zbiorów B, zamknięcie nawiasu, 7. Zatem P nawias, A suma zbiorów B, zamknięcie nawiasu, większy równy, zero przecinek pięć., 8. Ponieważ P nawias, A, zamknięcie nawiasu, równa się, P nawias, B prim, zamknięcie nawiasu zatem, 9. Ponieważ A iloczyn zbiorów B, jest podzbiorem, A suma zbiorów B, to P nawias, A iloczyn zbiorów B, zamknięcie nawiasu, mniejszy równy, P nawias, A suma zbiorów B, zamknięcie nawiasu., 10. Wstawiamy wyznaczone prawdopodobieństwo do wzoru na prawdopodobieństwo sumy., 11. P nawias, A suma zbiorów B, zamknięcie nawiasu, plus, P nawias, A iloczyn zbiorów B, zamknięcie nawiasu, nie równa się, jeden, co przeczy uzyskanemu wcześniej wynikowi.
3
Ćwiczenie 24

Wykaż, że jeżeli suma zdarzeń AB jest zdarzeniem pewnym i zdarzenia A, B są niezależne, to jedno z tych zdarzeń jest zdarzeniem pewnym.

3
Ćwiczenie 25

Niech AB będą zdarzeniami tej samej przestrzeni zdarzeń elementarnych takimi, że PAB=0,8PA'=0,4PB'=0,3. Oblicz PAB.

Słownik

aksjomatyczna definicja prawdopodobieństwa
aksjomatyczna definicja prawdopodobieństwa

niech Ω będzie skończoną przestrzenią zdarzeń elementarnych; prawdopodobieństwem określonym na tej przestrzeni zdarzeń elementarnych nazywamy funkcję P, która każdemu zdarzeniu A, takiemu że AΩ przyporządkowuje liczbę rzeczywistą PA spełniającą warunki:

  • PA0

  • PΩ=1

  • jeśli BΩAB= to PAB=PA+PB

własności prawdopodobieństwa
własności prawdopodobieństwa

niech Ω będzie skończonym zbiorem zdarzeń elementarnych, a P niech będzie prawdopodobieństwem określonym na zdarzeniach AΩBΩ; wówczas:

  1. PΩ=1

  2. P=0

  3. 0PA1

  4. Jeśli AB, to PAPB

prawdopodobieństwo sumy dwóch zdarzeń rozłącznych
prawdopodobieństwo sumy dwóch zdarzeń rozłącznych

niech Ω będzie skończonym zbiorem zdarzeń elementarnych, a P niech będzie prawdopodobieństwem określonym na zdarzeniach AΩBΩ, wówczas
jeśli zdarzenia AB wykluczają się, czyli AB=, to:

PAB=PA+PB
prawdopodobieństwo sumy zdarzeń
prawdopodobieństwo sumy zdarzeń

niech Ω będzie skończonym zbiorem zdarzeń elementarnych, a P niech będzie prawdopodobieństwem określonym na zdarzeniach AΩBΩ, wówczas

PAB=PA+PB-PAB