Probabilità condizionata - Teorema del prodotto logico
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Probabilità condizionata - Teorema del prodotto logico
La probabilità dell’evento: (A e B) Esempio : Si lancia un dado, l’evento “ esce un numero primo e esce un numero dispari” come si rappresenta? Che probabilità ha di verificarsi? Svolgimento: A: “esce un numero primo” ={2,3,5} B:”esce un numero dispari”={1,3,5} U 3 A 2 4 5 1 B Con la definizione classica P(A e B) = 6 Esiste un teorema che ci permette di calcolare la probabilità dell’evento “Intersezione” (A e B) ? Si dice probabilità condizionata di A dato B, la probabilità che si verifichi l’evento A : “esce un numero primo”, sapendo che si è già verificato l’evento B:” è uscito un numero dispari”. Se si è verificato l’evento B, o se si suppone che si sia verificato B, il nuovo insieme universo è B La probabilità dell’evento A, condizionata al verificarsi di B è P(A|B) = 2/3. Per ottenere P (A e B), bisogna moltiplicare la probabilità di verificarsi dell’evento B, P(B)=1/2 e P(A|B)=2/3 P(A e B) = P(B)*P(A|B) nel nostro caso: P(A e B ) = TEOREMA DELLA PROBABILITA’ COMPOSTA o TEOREMA DEL PRODOTTO LOGICO DI EVENTI: P(A e B) = P(B)*P(A|B) = P(A)*P(B|A) oppure P(A e B) = P(B)*P(A) se i due eventi sono indipendenti EVENTI INDIPENDENTI Due eventi A ed B, si dicono indipendenti quando il verificarsi di uno non influenza la probabilità del verificarsi dell’altro: P(A)=P(A|B) e in modo simmetrico P(B)=P(B|A) Esempio1. A:” lancio un dado ed esce 2” ; B:” lancio una moneta ed esce testa” sono eventi indipendenti Esempio2. A:” Estraggo da un’ urna con 100 palline numerate il numero 3”, metto la pallina estratta nell’urna e rimescolo poi B: “ estraggo dalla stessa urna il numero 4”, i due eventi sono indipendenti. Sapere che è uscito il tre non modifica la probabilità di uscita del 4 alla seconda estrazione. Esempio3. A:” Estraggo da un’ urna con 100 palline numerate il 3”, non metto la pallina estratta nell’urna, poi B: “ estraggo dalla stessa urna il numero 4”. I due eventi non sono indipendenti poiché dopo la prima estrazione è cambiata la composizione dell’urna e quindi la probabilità di estrarre il numero 4. Due eventi incompatibili NON sono indipendenti perché il verificarsi di un evento rende uguale a zero la probabilità di verificarsi dell’altro. ESEMPIO. A: “lancio un dado ed esce un numero pari”; B=”lancio un dado ed esce un numero dispari”, i due eventi hanno entrambi probabilità ½, ma sono incompatibili, se si verifica A non si può verificare B , cioè P(B|A)=0 mentre P(B)=1/2 !!!!!!!!!!!! L’ESEMPIO DELL’URNA con le 100 palline numerate da 1 a 100, e con due estrazione senza reimbussolamento della pallina estratta, ci fa capire che ci sono eventi che non sono equiprobabili di cui si deve calcolare la probabilità composta. In questi casi , la rappresentazione insiemistica non è conveniente, ma è preferibile usare i diagrammi ad albero dove le probabilità condizionate si ricavano facilmente. DIAGRAMMI AD ALBERO Con il diagramma ad albero si possono rappresentare tutti i casi possibili e anche calcolare facilmente le probabilità di eventi che possono NON essere equiprobabili Esempio: Rappresentare l’evento A:” una coppia con tre figli, ha tre femmine”e calcolare la probabilità di A. Ecco il diagramma ad albero che descrive la situazione: Analizzando il diagramma troviamo : 8 casi possibili, tutti equiprobabili, ed un caso favorevole U={MMM , MMF , MFM , MFF , FMM , FMF , FFM , FFF} Se accanto ai rami si indica anche la probabilità che porta all’evento che interessa,si puo’ applicare il teorema del prodotto logico: P(A)=1/8=0.125=12,5% P(FFF)= ½*½*½= 1/8 =0,125= 12,5% Applicando prima il teorema del prodotto logico poi il teorema della somma logica, si possono ottenere facilmente le probabilità di vari eventi relativi a una coppia di genitori con tre figli P(almeno due femmine) = 1/8 + 1/8+1/8= 3/8 = 3.75=37.5% ( ottenuta considerando la parte in neretto del diagramma) P(avere un solo maschio)= 1/8 + 1/8+1/8= 3/8=0.375=37.5% P( avere almeno un maschio)= 1/8+1/8 + 1/8+1/8 + 1/8+1/8 + 1/8= 7/8=0.875=87.5% NOTA BENE : “ avere almeno un figlio maschio “ è l’evento contrario a “ avere tre figlie “. P(avere almeno un figlio maschio)=1-P(avere tre figlie) = 1-1/8= 7/8 Riassumendo: Nei diagrammi ad albero: muovendosi lungo un ramo si applica il teorema del prodotto logico di eventi ( le probabilità sui rami si moltiplicano) ; muovendosi orizzontalmente si applica il teorema della somma logica di eventi incompatibili ( le probabilità si sommano). ESEMPIO. Da un’ urna con 6 palline bianche e 4 nere se ne estraggono due , una dopo l’altra, senza reimbussolamento, gli eventi non sono equiprobabili. Rappresentare la situazione con un grafo e calcolare le varie probabilità, ad esempio : “ la prima pallina estratta è nera e la seconda pallina è nera” oppure “ la prima pallina estratta è nera e la seconda estratta è bianca”, “ la seconda pallina è nera “ ecc Teor. Prodotto logico di eventi P(B1 e B2)=6/10*5/9= 5/15 P(B1 e N2)=6/10*4/9=4/15 P(N1 e B2)=4/10*6/9=4/15 P(N1 e N2)=4/10*3/9=2/15 Con il teor. somma logica di eventi si può calcolare: P(la seconda pallina estratta è bianca)= 5/15+4/15= 9/15= 3/5 =0,60=60%