Задание №10 — найти вероятность события. Почти всё решается одной формулой: число
подходящих исходов делим на число всех возможных.
Коротко: $P=\dfrac{\text{благоприятные исходы}}{\text{все исходы}}$.
Аккуратно считаем оба числа, делим и записываем ответ десятичной дробью. Вероятность всегда
от 0 до 1.
Главная идея: вероятность — это просто доля.
Сколько случаев нам подходит из всех, какие вообще бывают. Отсюда следует всё остальное:
она никогда не бывает больше единицы, её нельзя посчитать, не зная общего количества,
и потому считать надо со знаменателя, а не с того, о чём спрашивают.
Алгоритм
4 шага для любой вероятности
Сосчитайте все исходы — знаменатель $n$. Это самое частое место ошибки:
в общее число входят все предметы или все люди, а не только те, о ком спрашивают.
Сосчитайте подходящие — числитель $m$. Перечитайте, какое именно событие нужно.
Разделите и переведите в десятичную дробь: $P=\dfrac{m}{n}$.
Проверьте границы: ответ обязан лежать между 0 и 1.
Памятка
Что нужно помнить
Классическая формула: $P(A)=\dfrac{m}{n}$, где $n$ — число всех равновозможных исходов,
$m$ — число исходов, при которых событие наступает.
Сначала считаем знаменатель $n$ (общее количество), потом числитель $m$ (сколько подходит).
Противоположное событие: $P(\text{не }A)=1-P(A)$ — удобно для «хотя бы» и «не».
Ответ — десятичная дробь: $\dfrac{5}{8}=0{,}625$. Вероятность не бывает больше 1.
Круги Эйлера (два пересекающихся круга): число элементов хотя бы в одном множестве —
$|A\cup B|=|A|+|B|-|A\cap B|$ (общую часть вычитаем, чтобы не считать дважды).
Дерево случайного опыта: вдоль одной ветки вероятности перемножаем,
а вероятности разных подходящих веток складываем.
Пример 1
Игральный кубик
Игральную кость бросают один раз. Найдите вероятность того, что выпадет чётное число очков.
В мешке 5 красных и 3 синих шара. Наугад достают один шар. Найдите вероятность,
что он красный.
Всего шаров: $5+3=8$, значит $n=8$.
Красных: $m=5$.
$P=\dfrac{5}{8}=0{,}625$.
Ответ: 0,625.
Пример 3
Через противоположное событие
Вероятность того, что новый чайник прослужит больше года, равна 0,93.
Найдите вероятность, что он прослужит меньше года.
«Меньше года» — это противоположное событие к «больше года».
$P(\text{не }A)=1-P(A)=1-0{,}93$.
$P=0{,}07$.
Ответ: 0,07.
Пример 4
Круги Эйлера
На рисунке изображена диаграмма Эйлера для случайных событий $A$ и $B$.
В каждой области указано, сколько исходов ей принадлежит. Найдите вероятность события $A$.
Как читать рисунок. Число в «лепестке» только $A$ — это исходы, попавшие
лишь в $A$ (10). Число в общей части кругов — исходы, которые сразу и
в $A$, и в $B$ (4). Число снаружи кругов — исходы, не входящие ни в $A$, ни в $B$
(20).
Всего исходов: $10+4+6+20=40$.
Событие $A$ — это весь круг $A$. Он складывается из «только $A$» и пересечения $A\cap B$:
$10+4=14$.
Вероятность — это число благоприятных исходов делить на общее число исходов:
$P(A)=14 : 40 = 0,35$.
Ответ: 0,35.
Какие вопросы задают к этому рисунку
Рисунок один, а спросить могут разное. Знаменатель всегда
один и тот же — общее число исходов. Меняется только числитель:
какие области считаем.
Вопрос
Какие области берём
Вероятность A
«только A» + общая часть
Вероятность B
«только B» + общая часть
И A, и B (пересечение)
только общая часть
A или B (хотя бы одно)
«только A» + «только B» + общая часть
A, но не B
только «лепесток A» без общей части
Ни A, ни B
число снаружи кругов
Почему в «A или B» вычитают.
Если сложить круг A и круг B целиком, общая часть попадёт в сумму дважды —
она принадлежит обоим. Поэтому её вычитают один раз:
$|A\cup B|=|A|+|B|-|A\cap B|$. Если считать по областям, как в таблице
выше, вычитать не придётся: каждая область берётся ровно раз.
Проверка. Сложите все четыре
области — «только A», «только B», общую часть и то, что снаружи. Должно
получиться общее число исходов, то самое, что стоит в знаменателе.
Разбираем сюжет
Дерево случайного опыта
Опыт идёт в два шага, и на рисунке видно оба. Числа написаны
прямо на ветках — считать почти ничего не нужно, важно понять, что где.
Шаг 1. Что означают ветки
Опыт идёт в два хода, и дерево показывает оба. Слева точка S —
начало. Каждая развилка — это выбор, который делает случай, а число на ветке —
вероятность пойти по ней.
Первая развилка (из S). Верхняя ветка ведёт в событие A, нижняя —
в противоположное. Написано 0,25 и 0,75. Сложите: 0,25 + 0,75 = 1.
Так и должно быть — третьего пути из этой точки нет.
Вторая развилка (из A и из «не A»). Здесь ветки ведут к B и к «не B».
Число на них — вероятность B при условии, что мы уже пришли в эту
точку. Сверху 0,8, снизу 0,4. Они разные — в этом вся задача:
шанс получить B зависит от того, как сложился первый шаг.
Проверка развилок. У верхней: 0,8 + 0,2 = 1. У нижней: 0,4 + 0,6 = 1.
Если у вас не единица — вы неверно прочли рисунок.
Шаг 2. Считаем каждый путь до конца
Путь — это дорога от S до крайней точки. Чтобы узнать
его вероятность, числа вдоль пути перемножают: сначала должно
случиться первое, потом второе.
Путь
Как считаем
Вероятность
A, потом B
0,25 · 0,8
0,2
A, потом не B
0,25 · 0,2
0,05
не A, потом B
0,75 · 0,4
0,3
не A, потом не B
0,75 · 0,6
0,45
Сложите весь столбец: 0,2 + 0,05 + 0,3 + 0,45 = 1. Это главная
проверка: все пути вместе покрывают ровно все случаи.
Шаг 3. Отвечаем на вопрос
Теперь смотрим, какие пути подходят под вопрос, и
складываем их вероятности.
Найдите P(B). B стоит в конце двух путей — верхнего и нижнего.
Значит 0,2 + 0,3 = 0,5.
Найдите вероятность, что случилось и A, и B. Это один путь,
верхний: 0,2. Складывать не с чем.
Найдите P(не B). Два пути с «не B»: 0,05 + 0,45 = 0,5.
Или короче: 1 − P(B) = 1 − 0,5 = 0,5.
Правило в двух словах.
Вдоль пути — умножаем, между путями — складываем. Умножаем, потому что
события должны случиться подряд; складываем, потому что пути исключают
друг друга.
Две частые ошибки.
Первая: складывают числа вдоль одного пути вместо умножения. Проверка —
вероятность пути не бывает больше числа на его первой ветке.
Вторая: берут только верхний путь и забывают нижний. Спросите себя:
«а может ли B случиться другим способом?» — на дереве это видно сразу.
Разбираемся отдельно · 1
Что считать за «все исходы»
Тут теряется больше всего баллов во всём задании. В знаменатель попадает
не то число, потому что его берут из вопроса, а не из условия.
Правило: знаменатель — это всё, что могло случиться, а не то, что нас
интересует. В мешке 5 красных и 3 синих шара: всего исходов 8, а не 5.
В классе 12 девочек и 13 мальчиков: всего 25, а не 12. Сначала складываем все группы,
и только потом смотрим, сколько подходит.
Попробуйте сами · 1
Посчитай знаменатель
Только первый шаг: сколько всего исходов. Числитель пока не нужен.
Разбираемся отдельно · 2
Когда считать через противоположное
Иногда прямой подсчёт длинный, а обходной — в одно действие.
Признак виден прямо в формулировке вопроса.
Примета: слова «не», «хотя бы», «меньше» почти всегда означают,
что проще посчитать обратное событие и вычесть его из единицы: $P( ext{не }A)=1-P(A)$.
Сумма вероятностей события и его противоположности всегда равна единице — потому что
что-то из двух обязательно произойдёт.
Попробуйте сами · 2
Напрямую или через единицу
Выбор способа — половина решения. Второй вопрос в каждой паре уже про счёт.
Попробуйте сами · 3
Читаем круги Эйлера
Здесь ошибаются иначе: общую часть двух кругов считают дважды.
Проверь себя
Как убедиться, что ответ верный
Проверьте границы. Вероятность лежит между 0 и 1. Получилось больше единицы —
числитель и знаменатель перепутаны местами.
Сравните числитель со знаменателем. Подходящих исходов не может быть больше,
чем всех.
Прикиньте на глаз. Если подходит примерно половина случаев, ответ должен быть
около 0,5. Число вроде 0,05 при половине — верный признак ошибки.
Проверьте через противоположное. Посчитайте вероятность обратного события:
вместе они обязаны дать ровно единицу.
Что видно по ответу
Где искать ошибку
Вероятность больше единицы
Дробь перевёрнута: делить надо на общее число
Ответ подозрительно мал
В знаменатель попало лишнее — например, посчитали всех дважды
Сумма с обратным событием не даёт единицу
Ошибка в одном из двух подсчётов
В кругах Эйлера ответ завышен
Пересечение посчитано дважды, его вычитают один раз
Попробуйте сами
Поймай ошибку
Чужое решение, в нём сломан ровно один шаг. Найти его в чужой работе легче,
чем в своей, — а ошибка тут та же, что делают сами.
На что обратить внимание
Частые ошибки
В знаменатель ставят не все исходы (например, забывают прибавить другие шары/людей).
Для «не» и «хотя бы» считают напрямую и путаются — проще через $1-P$.
Не доводят до десятичной дроби или записывают дробь больше 1 (это сразу ошибка).
Считают благоприятные исходы по невнимательности — перечитайте, какое именно событие нужно.
В кругах Эйлера забывают вычесть пересечение и считают общую часть дважды — отсюда завышенный ответ.
Дальше
Метод свежий — закрепите его
В каталоге задание №10 собрано по подтипам: классические задачи и задачи с деревом случайного опыта и диаграммой Эйлера. Числа каждый раз новые, ответы проверяются автоматически.
Первые 15 задач — без регистрации.