מצגת הסבר – הסתברות
13 שקפים · עץ הסתברויות, הסתברות מותנית ונוסחת ברנולי
הסתברות
מצגת הסבר – עץ, הסתברות מותנית וברנולי
מה נלמד?
בבחינה זו שאלה 3. כמעט בכל מועד מופיעים שלושה כלים:
- עץ הסתברויות – ניסוי בשלבים
- הסתברות מותנית – „בהינתן ש…”, „ידוע ש…”
- נוסחת ברנולי – אותו ניסוי חוזר n פעמים
ולפעמים גם: מאורע משלים, מאורעות בלתי תלויים, משוואה עם פרמטר p.
עץ מתוך בגרות קיץ תשפ״ו מועד ב׳
מושגים בסיסיים
מאורע משלים
Aˉ = „A לא קרה”.
שימושי מאוד ב„לפחות אחד”.
חיתוך A∩B
שני המאורעות קרו יחד („וגם”).
מאורעות בלתי תלויים
קרות האחד לא משנה את ההסתברות של השני:
איחוד A∪B
לפחות אחד מהם קרה („או”):
הנוסחאות מהנוסחאון
„ההסתברות ש־A קרה, בהינתן ש־B קרה”
ההסתברות ל־k הצלחות מתוך n ניסיונות בהתפלגות בינומית, כאשר ההסתברות להצלחה היא p:
שימו לב לסימון: בנוסחאון כותבים P(A/B) – עם קו נטוי.
עץ הסתברויות
- כל שלב בניסוי = פיצול בעץ. על כל ענף כותבים את ההסתברות.
- הענפים שיוצאים מאותה נקודה – סכומם 1.
- הסתברות של מסלול = כפל ההסתברויות לאורכו.
- כמה מסלולים מתאימים – מחברים אותם.
ההסתברות על ענף בשלב השני היא כבר מותנית: „לעבור את מבחן ב׳ בהינתן שעבר את מבחן א׳” = 2p.
ההסתברות להתקבל (המסלול המודגש):
הסתברות מותנית – שלב אחרי שלב
- מגדירים מאורעות במילים: A – …, B – …
- מזהים מה ידוע (זה B, אחרי „בהינתן”) ומה מבוקש.
- כותבים את הנוסחה: P(A/B)=P(B)P(A∩B)
- מחשבים P(B) ו־P(A∩B) (עץ / ברנולי / טבלה).
- מציבים ומחשבים.
מבחן של 5 שאלות, p=0.7 לתשובה נכונה. שאלה מספר i שווה i נקודות. ידוע שענתה נכון בדיוק על 3 שאלות. מה ההסתברות שצברה בדיוק 6 נקודות?
A – צברה בדיוק 6 נקודות; B – ענתה נכון על 3 שאלות בדיוק.
P(B)=(35)⋅0.73⋅0.32=0.3087
A∩B: רק השאלות 1,2,3 נכונות: 0.73⋅0.32=0.03087
נוסחת ברנולי – מתי ואיך?
מתי?
- אותו ניסוי חוזר n פעמים
- בכל פעם: הצלחה או כישלון
- הסתברות ההצלחה p זהה בכל ניסיון
- הניסיונות בלתי תלויים
- שואלים על מספר ההצלחות k (לא על הסדר)
5 שאלות, p=0.7. מה ההסתברות שתענה נכון על 3 בדיוק?
n=5, k=3, p=0.7:
„לפחות” – לרוב קצר יותר דרך המשלים: P(≥2)=1−Pn(0)−Pn(1). „לכל היותר 4 מתוך 5” = 1−P5(5).
שאלת בגרות פתורה – בניית העץ (א)
כדי להתקבל לעבודה צריך לעבור מבחן א׳, מבחן ב׳ וראיון. ההסתברות לעבור את מבחן ב׳ (למי שעבר את א׳) גדולה פי 2 מההסתברות לעבור את מבחן א׳. ההסתברות לעבור את כל השלבים גדולה פי 3 מההסתברות לעבור את שני המבחנים ולהיכשל בראיון. א. מה ההסתברות לעבור את הראיון, למי שעבר את שני המבחנים?
p – לעבור את מבחן א׳, 2p – את מבחן ב׳, r – את הראיון.
r=0.75
שאלת בגרות פתורה (ב, ג)
ידוע שההסתברות להתקבל היא 0.06. מצאו את p.
(p הסתברות, ולכן חיובית.)
מועמד לא התקבל. מה ההסתברות שעבר את מבחן א׳?
A – עבר את מבחן א׳; N – לא התקבל לעבודה.
P(N)=1−0.06=0.94
P(A∩N)=0.2−0.06=0.14
בערך 0.149
שאלת בגרות פתורה (ד) – ברנולי
נבחרו באקראי 5 מועמדים שלא התקבלו. מה ההסתברות שלפחות 2 מהם עברו את מבחן א׳?
לכל מועמד, בלי תלות באחרים: הצלחה = עבר את מבחן א׳, p=477 (מסעיף ג). n=5.
בערך 0.163
למה ברנולי?
5 ניסיונות זהים ובלתי תלויים, בכל אחד „עבר א׳” או „לא”, ושואלים כמה עברו.
למה משלים?
„לפחות 2” = 2, 3, 4 או 5 – ארבעה חישובים. המשלים (0 או 1) – רק שניים.
דוגמה נוספת: משלים ופרמטר
ההסתברות שתענה נכון על 4 שאלות לכל היותר (מתוך 5) היא 0.83193. מצאו את P – ההסתברות לענות נכון על שאלה.
המשלים של „לכל היותר 4” הוא „כל 5 נכונות”:
שאלה i שווה i נקודות. מה ההסתברות לצבור לפחות 14 נקודות?
המקסימום 1+2+3+4+5=15. 15 – הכול נכון; 14 – הכול חוץ משאלה 1:
כאן הסדר חשוב (איזו שאלה) – לכן לא ברנולי אלא כפל ישיר.
שימו לב – הטעויות הנפוצות
- „בהינתן” = הסתברות מותנית. מגדירים מאורעות וכותבים את הנוסחה.
- במכנה – המאורע הידוע: P(A/B) ← מחלקים ב־P(B).
- על ענף בשלב השני רושמים הסתברות מותנית.
- ברנולי רק כשהסדר לא חשוב. כשמבקשים סדר מסוים – כפל ישיר, בלי (kn).
- „לפחות אחד” ← 1−Pn(0).
- פתרון של משוואה ב־p: הסתברות היא בין 0 ל־1 – פוסלים פתרון שלילי.
בדיקה עצמית
שחקן קולע זריקת עונשין בהסתברות 0.8, בלי תלות בין הזריקות. הוא זורק 4 זריקות.
- מה ההסתברות שיקלע בדיוק 3 פעמים?
- מה ההסתברות שיחטיא לפחות פעם אחת?
- ידוע שקלע בדיוק 3 פעמים. מה ההסתברות שההחטאה הייתה בזריקה הראשונה?
30% מהתלמידים מגיעים באוטובוס. מהם 10% מאחרים, ומהשאר 5% מאחרים.
- מה ההסתברות שתלמיד מאחר?
- תלמיד איחר. מה ההסתברות שהגיע באוטובוס?
התשובות (לפתוח אחרי שפתרתם)
- (34)⋅0.83⋅0.2= 0.4096
- 1−0.84= 0.5904
- A – החטיא בראשונה, B – קלע בדיוק 3.
P(A/B)=P(B)P(A∩B)=0.40960.2⋅0.83= 0.25 - 0.3⋅0.1+0.7⋅0.05= 0.065
- A – באוטובוס, B – איחר.
P(A/B)=0.0650.03=136≈ 0.462
מעבר בין השקפים: החלקה בטלפון, או החיצים במקלדת.