К справочнику

Дерево случайного эксперимента

Читаем условные ветви, вычисляем полные пути и проверяем сумму конечных вероятностей.

Перед чтением

Что вы разберёте в этой статье

Читаем условные ветви, вычисляем полные пути и проверяем сумму конечных вероятностей.

Простыми словами

Правила сложения и умножения вероятностей отвечают на разные вопросы. Сложение обычно связано с выбором одного из вариантов, умножение — с последовательным выполнением нескольких условий.

Основные понятия
  • дерево
  • ветвь
  • лист
  • путь
Как читать формулы

Под каждой формулой дана расшифровка величин и условий. Сначала определите, что известно, затем проверьте ограничения и только после этого подставляйте числа.

Как закрепить

После теории решите три задачи: простую, среднюю и сложную. Подсказка, шаги решения и ответ открываются отдельно.

Раздел: Правила вероятности · школьная привязка: 8, 10 класс

Путь хранит историю

Дерево изображает последовательный опыт. Корень соответствует началу, ветвь — возможному следующему шагу, лист — завершённому результату. В отличие от списка конечных исходов, дерево явно хранит, какие условия уже выполнены к очередной вершине.

Подпись ветви — условная вероятность перехода при известной истории. Из каждой достижимой вершины должны выходить все взаимоисключающие продолжения, поэтому их вероятности в сумме равны единице. Одна и та же подпись результата на разных уровнях не означает одинакового шанса.

Правила чтения

Вдоль пути вероятности умножают. Между разными подходящими конечными путями — складывают, потому что в одном опыте реализуется один лист. Удобная проверка: сумма вероятностей всех листьев полного конечного дерева равна единице.

Нельзя складывать вероятность вершины с вероятностью её потомка как несовместимые случаи. Потомок уже входит в событие достижения этой вершины. Для ответа выделяйте листья либо непересекающийся набор завершённых путей.

Если вероятность ветви нулевая, все её потомки имеют нулевой вклад. Условные формулы с делением на вероятность недостижимой вершины применять не нужно.

Когда дерево особенно полезно

Извлечение без возвращения меняет состав урны на каждом пути. Дерево помогает не использовать старый знаменатель и не смешивать пути с разным числом оставшихся красных шаров. Для независимых испытаний соответствующие ветви имеют одинаковые вероятности независимо от предыстории.

Три примера

  1. Первый успех имеет вероятность 0,30{,}3, второй при первом успехе 0,50{,}5. Путь «два успеха» имеет вероятность 0,150{,}15.
  2. Если при первой неудаче шанс второго успеха 0,20{,}2, вероятность успеха на втором шаге равна 0,30,5+0,70,2=0,290{,}3\cdot0{,}5+0{,}7\cdot0{,}2=0{,}29.
  3. В урне два красных и один синий шар. Без возвращения листья КК, КС, СК имеют вероятности 1/3,1/3,1/31/3,1/3,1/3, а СС невозможен. Сумма допустимых листьев равна 11.

Формула, смысл и ограничения

Главные формулы с расшифровкой

P(путь)=j=1rP(ветвь jпредыдущие шаги)P(\text{путь})=\prod_{j=1}^{r}P(\text{ветвь }j\mid\text{предыдущие шаги})

Формула словами: Вероятность пути — произведение условных вероятностей его ветвей.

Как применять: Выясните, используется «и» или «или», есть ли общая часть событий и зависит ли второй шаг от результата первого.

P(A)=LAP(путь к листу )P(A)=\sum_{\ell\in L_A}P(\text{путь к листу }\ell)

Формула словами: Суммируются несовместимые полные пути, на которых выполняется A.

Как применять: Выясните, используется «и» или «или», есть ли общая часть событий и зависит ли второй шаг от результата первого.

От формулы к наблюдению

Попробуйте самостоятельно

Измените параметры и сопоставьте расчёт с результатами случайного эксперимента.

От простого к сложному

Проверьте себя

Сначала запишите решение самостоятельно. Затем можно открыть намёк, сравнить каждый переход с пошаговым разбором и только после этого посмотреть ответ. Прогресс сохраняется в этом браузере.

Простой

Ветви полного пути имеют вероятности 0,4 и 0,25. Найдите вероятность пути.

Принимаются равные дроби и десятичная запись. Бесконечные дроби округляйте минимум до 6 знаков. Для процентов следуйте условию.

Средний

Первый успех вероятен с 0,6. После него шанс второго 0,8, после неудачи 0,3. Найдите вероятность второго успеха.

Принимаются равные дроби и десятичная запись. Бесконечные дроби округляйте минимум до 6 знаков. Для процентов следуйте условию.

Сложный

Из урны с 3 красными и 1 синим шаром выбирают 2 без возвращения. Найдите вероятность разных цветов.

Принимаются равные дроби и десятичная запись. Бесконечные дроби округляйте минимум до 6 знаков. Для процентов следуйте условию.

Закрепите прочитанное коротким тестом

Три уровня сложности, без подсказок и ответов до завершения.

Пройти тест по статье

Источники и соглашения

Объяснения и задачи — авторские. Источники помогают проверить определения, условия и школьную привязку. Обозначения и параметризация указаны в статье.