Koncept náhodného experimentu, ukázkový prostor, příklady

679
Basil Manning

Hovoří se o náhodný experiment když je výsledek každého konkrétního hodnocení nepředvídatelný, i když lze určit pravděpodobnost výskytu konkrétního výsledku.

Mělo by však být objasněno, že není možné reprodukovat stejný výsledek náhodného systému se stejnými parametry a počátečními podmínkami v každém pokusu experimentu..

Obrázek 1. Hod kostkou je náhodný experiment. Zdroj: Pixabay.

Dobrým příkladem náhodného experimentu je válcování kostkou. I když je třeba dbát na to, aby se kostka hodila stejným způsobem, každý pokus přinese nepředvídatelný výsledek. Jediné, co lze říci, je, že výsledkem může být jeden z následujících: 1, 2, 3, 4, 5 nebo 6.

Hod mincí je dalším příkladem náhodného experimentu, který má pouze dva možné výsledky: hlavy nebo ocasy. Ačkoliv je mince hozena ze stejné výšky a stejným způsobem, faktor šance bude vždy přítomen, což při každém novém pokusu povede k nejistotě..

Opakem náhodného experimentu je deterministický experiment. Například je známo, že pokaždé, když se voda vaří na hladině moře, je teplota varu 100 ° C. Nikdy se však nestane, že při stejných podmínkách bude výsledek někdy 90 ° C, jiný 12 0 ° C a někdy 100 ° C..

Rejstřík článků

  • 1 Ukázkový prostor
    • 1.1 Událost nebo událost
  • 2 Příklady
    • 2.1 Příklad 1
    • 2.2 Příklad 2
  • 3 Odkazy

Ukázkový prostor

Je volána množina všech možných výsledků náhodného experimentu ukázkový prostor. V náhodném experimentu s válcováním kostky je ukázkový prostor:

D = 1, 2, 3, 4, 5, 6.

Na druhé straně, v hodu mincí je ukázkový prostor:

M = hlavy, razítko.

Událost nebo událost

V náhodném experimentu, a událost je to výskyt určitého výsledku či nikoli. Například v případě hodu mincí je událostí nebo událostí to, že se objeví hlavy.

Další událostí v náhodném experimentu může být následující: že na roli kostky se hodí číslo menší nebo rovné třem.

V případě, že dojde k události, pak sada možných výsledků je sada:

E = 1, 2, 3

Na druhé straně se jedná o podmnožinu ukázkového prostoru nebo sady:

M = 1, 2, 3, 4, 5, 6.

Příklady

Zde je několik příkladů, které ilustrují výše uvedené:

Příklad 1

Předpokládejme, že jsou hozeny dvě mince, jedna po druhé. Ptá se:

a) Uveďte, zda se jedná o náhodný experiment nebo naopak o deterministický experiment.

b) Jaký je ukázkový prostor S tohoto experimentu?

c) Uveďte množinu události A, která odpovídá skutečnosti, že výsledkem experimentu jsou hlavy a ocasy.

d) Vypočítejte pravděpodobnost, že dojde k události A..

e) Nakonec najděte pravděpodobnost, že dojde k události B: ve výsledku se neobjeví žádné hlavy.

Řešení 

a) Jde o náhodný experiment, protože neexistuje způsob, jak předpovědět, jaký bude výsledek losování dvou mincí.

b) Ukázkový prostor je souborem všech možných výsledků:

S = (c, c), (c, s), (s, c), (s, s)

c) Událost A, pokud k ní dojde, může mít následující výsledky:

A = (c, s), (s, c)

d) Pravděpodobnost, že dojde k události A, se získá vydělením počtu prvků množiny A počtem prvků množiny S odpovídajících vzorovému prostoru:

P (A) = 2/4 = ½ = 0,5 = 50%

e) Soubor možných výsledků odpovídajících události B (ve výsledku se neobjevující hlavy) je:

B = (s, s)

Pravděpodobnost, že k události B dojde v pokusu, je tedy podíl mezi počtem možných výsledků B a počtem celkových případů:

P (B) = ¼ = 0,25 = 25%.

Příklad 2

Taška obsahuje 10 bílých kuliček a 10 černých kuliček. Tři kuličky po sobě jsou vyňaty z vaku náhodně a bez pohledu dovnitř. 

a) Určete prostor vzorku tohoto náhodného experimentu.

b) Určete množinu výsledků odpovídající události A, která spočívá v tom, že po experimentu budou dva černé kuličky.

c) Událostí B je získat alespoň dva černé kuličky, určit množinu B výsledků pro tuto událost.

d) Jaká je pravděpodobnost, že dojde k události A.?

e) Najděte pravděpodobnost, že dojde k události B..

f) Určete pravděpodobnost, že výsledkem náhodného experimentu bude, že máte alespoň jeden černý mramor. Tato událost se bude jmenovat C.

Obrázek 2. Černobílé kuličky pro náhodné experimenty. Zdroj: Needpix.

Řešení

Pro konstrukci ukázkového prostoru je užitečné vytvořit stromový diagram, jako je ten, který je znázorněn na obrázku 3:

Obrázek 3. Příklad stromového diagramu 2. Připravila Fanny Zapata.

Sada Ω možných výsledků extrakce tří kuliček ze sáčku se stejným počtem černých a bílých kuliček je přesně ukázkovým prostorem tohoto náhodného experimentu.

Ω = (b, b, b), (b, b, n), (b, n, b), (b, n, n), (n, b, b), (n, b, n) , (n, n, b), (n, n, n)

Řešení b

Sada možných výsledků odpovídající události A, která spočívá v tom, že má dva černé kuličky, je:

A = (b, n, n), (n, b, n), (n, n, b)

Řešení c

Událost B je definována jako: „mít alespoň dva černé kuličky poté, co náhodně vytáhl tři z nich“. Soubor možných výsledků pro událost B je:

B = (b, n, n), (n, b, n), (n, n, b), (n, n, n)

Řešení d

Pravděpodobnost výskytu události A je podíl mezi počtem možných výsledků pro tuto událost a celkovým počtem možných výsledků, tj. Počtem prvků ve vzorovém prostoru.

P (A) = n (A) / n (Ω) = 3/8 = 0,375 = 37,5%

Existuje tedy 37,5% šance mít dva černé kuličky po náhodném vytažení tří kuliček z vaku. Všimněte si však, že v žádném případě nemůžeme předpovědět přesný výsledek experimentu.

Řešení e

Pravděpodobnost, že dojde k události B, spočívající v získání alespoň jednoho černého mramoru, je:

P (B) = n (B) / n (Ω) = 4/8 = 0,5 = 50%

To znamená, že možnost, že dojde k události B, se rovná pravděpodobnosti, že k ní nedojde. 

Řešení f

Pravděpodobnost získání alespoň jednoho černého mramoru se po vytěžení tří z nich rovná 1 minus pravděpodobnost, že výsledkem budou „tři bílé kuličky“.

P (C) = 1 - P (b b b) = 1 - ⅛ = ⅞ = 0,875 = 87,5%

Nyní můžeme tento výsledek zkontrolovat a poznamenat, že počet možností, ke kterým dojde k události C, se rovná počtu prvků možných výsledků pro událost C:

C = (b, b, n), (b, n, b), (b, n, n), (n, b, b), (n, b, n), (n, n, b) , (n, n, n)

n (C) = 7

P (C) = n (C) / n (Ω) = ⅞ = 87,5%

Reference

  1. CanalPhi. Náhodný experiment. Obnoveno z: youtube.com.
  2. MateMovil. Náhodný experiment. Obnoveno z: youtube.com
  3. Pishro Nick H. Úvod do pravděpodobnosti. Obnoveno z: probabilitycourse.com
  4. Ross. Pravděpodobnost a statistika pro inženýry. Mc-Graw Hill.
  5. Wikipedia. Experiment (teorie pravděpodobnosti). Obnoveno z: en.wikipedia.com
  6. Wikipedia. Deterministická událost. Obnoveno z: es. wikipedia.com
  7. Wikipedia. Náhodný experiment. Obnoveno z: es.wikipedia.com

Zatím žádné komentáře