К содержимому

Вероятность события в конечной модели

Как в учебнике

В конечной вероятностной модели $\Omega$ — множество возможных исходов эксперимента. Каждому исходу $\omega$ назначена вероятность $p_\omega\ge0$, причём $\sum_{\omega\in\Omega}p_\omega=1$. Событие $A\subseteq\Omega$ — множество исходов, входящих в событие.

$$P(A):=\sum_{\omega\in A}p_\omega.$$

Таким образом, $0\le P(A)\le1$, $P(\varnothing)=0$ и $P(\Omega)=1$. Если события несовместны, то есть их пересечение пусто, вероятность объединения равна сумме вероятностей. При пересечении общий исход нельзя посчитать дважды.

Формула $P(A)=|A|/|\Omega|$ годится для конечной модели с равновероятными исходами. Если веса различаются, подсчёт числа подходящих исходов не заменяет суммирования весов. Честность монеты или кубика — условие выбранной модели, а не следствие удобства вычислений.

Вероятность события зависит от выбранного пространства исходов и их весов. Одно и то же описание «больше 3» при другом эксперименте может задавать другое множество. Если $A\subseteq B$, сумма неотрицательных весов для $A$ не превышает суммы для $B$, то есть $P(A)\le P(B)$. Это даёт проверку согласованности: расширение события не может уменьшать его вероятность в неизменной модели.

Определения и обозначения: Mathematics for Computer Science.

На пальцах

Вероятностный пирог целиком имеет размер 1, а каждому исходу достаётся свой кусок. Событие собирает вес всех кусков, удовлетворяющих его условию. Простого подсчёта хватает только при равных долях; два названия исходов ещё не гарантируют одинаковых шансов. Перед подсчётом нужны полный набор исходов и их веса: у двух бросков один исход должен учитывать оба результата, а потерянный кусок нельзя списать на нелюбовь к корочке.

Пример

Учебная модель — честный шестигранный кубик. Пример определяет вероятность события «выпало больше 3».

Вероятность события в конечной модели

Все исходы

Каждый из шести исходов имеет вероятность 1/6.

Шаг 1 из 3: Все исходы

Все шаги текстом
  1. Все исходы

    Каждый из шести исходов имеет вероятность 1/6.

    Кубик
    123456
  2. Исходы события

    Условие выполняют только 4, 5 и 6.

    Больше 3
    1исключён2исключён3исключён4включён5включён6включён
  3. Суммарный вес

    Три веса по 1/6 дают 1/2.

    Веса выбранных исходов
    1/6включён1/6включён1/6включён
    Вероятность
    1/2текущий

Событие в сцене содержит три отдельных исхода: 4, 5 и 6. Сумма их весов равна половине общей массы. Остальные исходы 1, 2 и 3 образуют вторую половину, поэтому обе части вместе дают 1. Здесь подсчёт трёх из шести работает благодаря честности кубика. Если просто сохранить те же названия при изменённых весах, результат $1/2$ больше не следует из количества граней.

Вычисление вероятности события требует заданных исходов, их весов и проверки условия события.

Авторский текст этой бесплатной статьи опубликован по лицензии CC BY-NC-ND 4.0.

Предыдущая / следующая

Предыдущая
Среднее арифметическое наблюдений
Следующая
Условная вероятность: пересчитать веса после условия
  • Натуральные числа: счёт отдельных объектов

    Какие значения подходят для счёта и почему включение нуля нужно оговаривать.

    Читать статью
    Математика
  • Целые числа: счёт по обе стороны нуля

    Положительные и отрицательные целые, ноль и граница целочисленного деления.

    Читать статью
    Математика
  • Рациональные числа: отношение целых

    Число как отношение целых: равные дроби и обязательный ненулевой знаменатель.

    Читать статью
    Математика