Domanda:
Trova la probabilità di un evento su tre quando non possono verificarsi tutti insieme
Arnuld
2020-05-14 15:35:43 UTC
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STATEMENT

Tre eventi E, F e G non possono verificarsi contemporaneamente. Inoltre è noto che P (E ∩ F) = P (F ∩ G) = P (E ∩ G) = 1/3. Puoi determinare P (E)?

Ho creato questo diagramma:

enter image description here

$ P (E \ cup F \ cup G) = P (E) + P (F) + P (G) - P (E \ cap F) - P ( E \ cap G) - P (F \ cap G) $

$ \ implica $ $ P (E) = P (E \ cup F \ cup G) - P (F) - P (G) + P (E \ cap F) + P (E \ cap G) + P (F \ cap G) $

$ \ implica $

$ P (E) = P (E \ cup F \ cup G) - P (F) - P (G) + \ frac 13 + \ frac 13 + \ frac 13 $

$ \ implica $

$ P (E) = P (E \ cup F \ cup G) - P (F) - P (G) + 1 $

Ora cosa fare dopo?

Sembra che questo diagramma corrisponda meglio alla descrizione del problema:

enter image description here

FWIW, il tuo primo diagramma è un diagramma di Eulero corretto.Il secondo diagramma non è valido per la situazione in esame.
Cinque risposte:
whuber
2020-05-14 21:19:24 UTC
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TQuesto diagramma di Venn mostra una situazione in cui la possibilità di intersezione reciproca è zero:

Figure 1

Da $ \ Pr (E \ cap F) = 1/3 $ deduciamo che tutta questa probabilità risiede nella sovrapposizione dei $ E $ e $ F $ , ma non nella reciproca sovrapposizione di tutti e tre i dischi. ci permette di aggiornare il diagramma:

Figure 2

Applicando lo stesso ragionamento a $ \ Pr (F \ cap G) = \ Pr (E \ cap G) = 1/3, $ otteniamo un Venn diagramma che mostra tutte le informazioni nella domanda:

Figure 3

L ' assioma della probabilità totale afferma la somma di tutte le probabilità (inclusa la probabilità per il complemento di $ E \ cup F \ cup G, $ mostrato in basso a sinistra) è $ 1. $

Un assioma di probabilità ancora più elementare afferma che tutte le probabilità devono essere non negative. Ma poiché $ 1/3 + 1/3 + 1/3 + 0 = 1, $ tutte le probabilità possibili sono già visualizzate. Le probabilità rimanenti deve essere zero, il che significa l'immagine può essere completata solo in questo modo:

Figure 4

Infine, un terzo assioma (lo stesso usato nella seconda fase di compilazione del diagramma di Venn) afferma che la probabilità che $ E $ sia uguale alla somma dei probabilità delle sue quattro parti, perché sono disgiunte. Quindi, iniziando con la probabilità centrale e muovendosi in senso antiorario attorno al disco che raffigura $ E, $ span >

$$ \ Pr (E) = 0 + 1/3 + 0 + 1/3 = 2/3. $$


Una morale che vale la pena ricordare:

Disegna i diagrammi di Venn in piena generalità in modo che mostrino tutte le possibili intersezioni degli insiemi, anche quando sai che alcune delle probabilità sono zero.

Questo ti aiuta a tenere traccia di tutte le informazioni in modo sistematico.(È anche concettualmente più accurato, perché gli insiemi di probabilità zero non devono essere non vuoti!)

Sicuramente il modo più semplice per pensarci.Hai 3 eventi che si escludono a vicenda che si sommano a 1, quindi la probabilità di tutto il resto è 0.
(+1) Non vedo alcun motivo per sottovalutare questa risposta
@gunes Non è l'unica risposta sottovalutata qui e non vedo alcuna ragione per questo, quindi ho presunto che qualcuno sia scontento di qualcosa.Sono cose che capitano.
A quanto pare, sì.Ma fa più bene che male.Anche il mio voto positivo va lì.
gunes
2020-05-14 16:08:43 UTC
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Se provi a riempire il diagramma di Venn, non puoi inserire voci diverse da zero all'interno di regioni diverse da quelle rappresentate da intersezioni a coppie.Formeranno da soli lo spazio campione, il che significa $$ \ mathbb P (E) = \ mathbb P (E \ cap F) + \ mathbb P (E \ cap G) = 2/3 $$

Come è nata questa formula?
Poiché $ E \ cap F $, $ E \ cap G $ e $ F \ cap G $ si escludono a vicenda e le loro probabilità si sommano a $ 1 $.Quindi, formano lo spazio campionario e le probabilità di tutti gli altri eventi possono essere scritte come somma delle probabilità di questi.Un modo più semplice di pensare è provare a inserire numeri all'interno degli insiemi nel diagramma di Venn.Ad esempio, metti $ x $ a tutte le intersezioni a coppie e $ y, z, t, u $ alle regioni rimanenti.E prova a calcolare la probabilità delle intersezioni, quindi equivale a $ 1/3 $.
Ho aggiunto una foto per lo spazio campione.Corrisponde?
Sì, per calcolare $ P (E) $, devi marginalizzare rispetto a tutti gli eventi: $$ P (E) = \ sum _ {\ mathcal A} P (E \ cap \ mathcal A) $$ Puoi farlo perché $ E \ cap \ mathcal A $ si escludono a vicenda.
qualcosa da aggiungere, sarebbe che ci sono 4 eventi su cui emarginare.$ (F \ cap G), (F \ cap G ^ c), (F ^ c \ cap G), (F ^ c \ cap G ^ c) $.Il primo vincolo del problema rende impossibile che questi si verifichino con l'evento $ E $, perché $ P (E \ cap F \ cap G) = 0 $.Non sono sicuro del perché $ P (E \ cap F ^ c \ cap G ^ c) = 0 $ però.
@probabilityislogic sì.Tuttavia, poiché lo spazio campionario può essere diviso in tre eventi che si escludono a vicenda e $ E $ non può essere strettamente all'interno di questi eventi, possiamo trovare la probabilità sommando quelli appropriati, cioè $ E \ cap F $ e $ E \ capG $.Penso ancora che l'approccio del diagramma di Venn sia molto più facile da capire.
Dilip Sarwate
2020-05-14 20:49:31 UTC
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La risposta alla domanda "Sai determinare $ P (E) $ ?" è Yes.

Dati eventi $ E, F, G $ definiti su uno spazio campione $ \ Omega $ , lo sappiamo \ begin {align} &E \ cap F \ cap G \\ &E \ cap F \ cap G ^ c \\ &E \ cap F ^ c \ cap G \\ &E \ cap F ^ c \ cap G ^ c \\ &E ^ c \ cap F \ cap G \\ &E ^ c \ cap F \ cap G ^ c \\ &E ^ c \ cap F ^ c \ cap G \\ &E ^ c \ cap F ^ c \ cap G ^ c \\ \ end {align} sono eventi $ 8 $ che si escludono a vicenda la cui unione è $ \ Omega $ . Pertanto, la somma delle probabilità di questi $ 8 $ eventi è $ 1 $ . Ora, ci viene detto che $ E, F, G $ non può verificarsi contemporaneamente, cioè $ E \ cap F \ cap G = \ emptyset $ e così via $ P (E \ cap F \ cap G) = 0 $ . Anche questo ci viene detto \ begin {align} P (E \ cap F) & = P (E \ cap F \ cap G) + P (E \ cap F \ cap G ^ c) = \ frac 13 \\ P (E \ cap G) & = P (E \ cap F \ cap G) + P (E \ cap F ^ c \ cap G) = \ frac 13 \\ P (F \ cap G) & = P (E \ cap F \ cap G) + P (E ^ c \ cap F \ cap G) = \ frac 13 \ end {align} dove possiamo sentirci a nostro agio sulla somma nel mezzo in ogni equazione meditando sul fatto che la probabilità dell ' unione di due eventi che si escludono a vicenda è la somma delle probabilità dei due eventi. Poiché $ P (E \ cap F \ cap G) = 0 $ , concludiamo che \ begin {align} P (E \ cap F) & = P (E \ cap F \ cap G ^ c) = \ frac 13 \\ P (E \ cap G) & = P (E \ cap F ^ c \ cap G) = \ frac 13 \\ P (F \ cap G) & = P (E ^ c \ cap F \ cap G) = \ frac 13 \ end {align}

Tuttavia, degli $ 8 $ eventi che si escludono a vicenda elencati sopra la cui unione è $ \ Omega $ ,abbiamo identificato tre eventi le cui probabilità si sommano a $ 1 $ e quindi gli altri $ 5 $ eventi (uno diche è $ E \ cap F \ cap G $ ) deve avere probabilità $ 0 $ .Di conseguenza, \ begin {align} P (E) & = P (E \ cap F \ cap G) + P (E \ cap F \ cap G ^ c) + P (E \ capF ^ c \ cap G) + P (E \ cap F ^ c \ cap G ^ c) \\ & = 0 + \ frac 13 + \ frac 13 + 0 \\ & = \ frac 23 \ end {align} Per simmetria (o per una ripetizione di forza bruta degli argomenti precedenti mutatis mutandis ), possiamo concludere che $ E, F, G $ tutti hanno probabilità $ \ frac 23 $ .

E quello che qualcuno trova abbastanza discutibile nella mia risposta da votare negativamente facendo clic su "Questa risposta non è utile", non lo so perché il votante down non era disposto a lasciare un commento.
(+1) Anche qui non vedo un motivo per un voto negativo.
user13549923
2020-05-17 03:50:29 UTC
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Possiamo pensarlo in questo modo?

P (MI SOL) = P (MI SOL) = P (MI ∩ SOL) = 1/3

P (MI SOL) + P (MI SOL) + P (MI ∩ SOL) = 1

Significa che la probabilità che l'evento E si verifichi da solo è zero, il che significa che può accadere solo con F o G e non può accadere con entrambi.

P (MI) = P (MI ∩ FA) + P (MI ∩ SOL) = 1/3 + 1/3 = 2/3

Hunaphu
2020-05-16 22:27:00 UTC
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Poiché gli eventi $ (E, F) $ , $ (E, G) $ $ (F, G) $ si escludono a vicenda e sommando a uno possiamo usare la legge del problema totale: $$ P (E) = P (E, F) + P (E, G) = \ tfrac {2} {3} $$ Poiché $ P (E \ mid E, F) P (E, F) = P (E, F) $ , idem per $ E, G $ e $ P (E \ mid F, G) = 0 $ .

Cosa sono i $ A_i $?e devono essere eventi disgiunti (che si escludono a vicenda) affinché la prima uguaglianza possa valere?
Sembra che tu stia assumendo che $ \ {F, G \} $ sia una partizione esaustiva dello spazio campione, ma non lo è.Ti manca il termine $ P (E \ mid (F \ cup G) ^ c) P ((F \ cup G) ^ c) $ necessario per rendere questa un'equazione generalmente corretta (e stai implicitamente assumendo $ F \cap G $ è vuoto, ma questo almeno è un dato di fatto).


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 4.0 con cui è distribuito.
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