Oppikirjakappale

Ehdollinen todennäköisyys ja kombinatoriikka

Tässä luvussa vaikeus ei synny laskimesta vaan tilanteen lukemisesta. Ehdollinen todennäköisyys muuttaa vertailujoukon, ja kombinatoriikka pakottaa päättämään, merkitseekö järjestys. Kun nämä kaksi asiaa erottaa, monet pääsykoetehtävät yksinkertaistuvat heti.

Käsitteet

Tavoitteet

Mitä tämän luvun jälkeen pitää osata?

Osaat tulkita ehdollisen todennäköisyyden oikeana osuutena uudessa vertailujoukossa.

Ymmärrät puukaavion idean ja osaat käyttää sitä monivaiheisessa tehtävässä.

Tunnistat, milloin järjestys merkitsee ja milloin ei.

Osaat erottaa permutaation, variaation ja kombinaation perusajatukset.

Pystyt tunnistamaan oikean laskutavan, et vain valitse kaavaa sattumalta.

Ydinsanat

Käsitesanasto ja koevocabulary

ehdollinen todennäköisyysriippumattomuuspuukaaviokombinaatiopermutaatiovariaatioilman palautusta

Harjoittele käsitteitä piilotuksella. Valitse ensin kumpaa haluat arvata: selitystä vai käsitteen nimeä.

Kortti 1

Käsite

Ehdollinen todennäköisyys

Kortti 2

Käsite

Riippumattomuus

Kortti 3

Käsite

Ilman palautusta

Teoria

1. Ehdollinen todennäköisyys vaihtaa vertailujoukon

Ehdollinen todennäköisyys P(A|B) tarkoittaa todennäköisyyttä, että A toteutuu, kun tiedetään jo, että B on toteutunut. Tämä muuttaa koko tarkastelun lähtökohdan. Vertailujoukkona ei ole enää koko aineisto vaan vain ne tapaukset, joissa B on voimassa.

Tätä kannattaa ajatella osuutena uudesta joukosta. Jos 40 opiskelijasta 12 on suorittanut syventävän kurssin ja heistä 8 on saanut vähintään 70 % pistettä, kiinnostava osuus lasketaan 12:sta eikä 40:stä.

Moni virhe syntyy siitä, että opiskelija tunnistaa oikeat luvut mutta jakaa väärällä kokonaismäärällä.

Ydinmuistiinpano

Ehdollinen todennäköisyys on osuus rajatusta joukosta.

Muista nämä

  • P(A|B) tarkastellaan vain B:n sisällä.
  • Jakaja vaihtuu ehdon mukana.
  • Sanallinen tulkinta vähentää virheitä.

Harjoittele juuri tätä alaotsikkoa

Fokus: Todennäköisyys ja tapahtumat

Todennäköisyys

Teoria

2. Puukaavio tekee monivaiheisesta tehtävästä näkyvän

Puukaavio on hyödyllinen, kun tehtävässä on peräkkäisiä vaiheita: valitaan tuote, tarkastetaan laatu, tutkitaan reklamaatio tai nostetaan useita kappaleita. Jokainen haara kuvaa yhtä valintaa ja haarojen todennäköisyydet kerrotaan polkua pitkin.

Kun kaikki polut on kirjoitettu näkyviin, et enää nojaa muistiin vaan rakenteeseen. Tämä on tärkeää etenkin ilman palautusta tai peräkkäisissä nostoissa, joissa jäljellä oleva määrä muuttuu joka vaiheessa.

Koetehtävässä puukaavion vahvuus on myös perustelussa: arvioija näkee heti, miten ajattelit.

Ydinmuistiinpano

Puukaavio on ajattelun työkalu, ei vain piirros.

Muista nämä

  • Kerro polun luvut keskenään.
  • Summaa vaihtoehtoiset polut tarvittaessa yhteen.
  • Päivitä määrät, jos palautusta ei ole.

Harjoittele juuri tätä alaotsikkoa

Fokus: Todennäköisyys ja tapahtumat

Todennäköisyys

Teoria

3. Kombinatoriikan ydin: merkitseekö järjestys vai ei

Kombinatoriikassa ensimmäinen kysymys on aina: eroaako valinta AB valinnasta BA. Jos eroaa, järjestys merkitsee. Jos ei eroa, järjestys ei merkitse. Tätä ei kannata opetella vain kaavana, koska oikea laskutapa syntyy juuri tästä tulkinnasta.

Permutaatio kuvaa kaikkien kohteiden järjestämistä. Variaatio kuvaa osan kohteista järjestettynä. Kombinaatio kuvaa valintaa ilman järjestystä. Koetehtävässä hyvä tulkinta tunnistaa tämän jo ennen laskua.

Kun tilanteen tulkitsee oikein, kaavan muistaminen helpottuu, koska kaava ei enää ole irrallinen temppu vaan seuraus siitä, mitä oikeastaan lasketaan.

Ydinmuistiinpano

Järjestyksen merkitys ratkaisee menetelmän.

Muista nämä

  • Kaikki järjestetään → permutaatio.
  • Osa valitaan järjestyksessä → variaatio.
  • Osa valitaan ilman järjestystä → kombinaatio.

Harjoittele juuri tätä alaotsikkoa

Fokus: Kombinatoriikka ja laskentaperiaatteet

Kombinatoriikka

Pikatesti

Tarkista ymmärrys ennen pidempiä tehtäviä

Valitse vastaus, tarkista heti palaute ja varmista, että luvun peruskäsitteet ovat oikeasti hallussa.

Tarkistetut0 / 2Oikein0

Kysymys 1

Milloin valinnan järjestyksellä on merkitystä?

Kysymys 2

Miksi ilman palautusta tehtävä valinta on yleensä riippuva?

Esimerkit

Katso ensin ratkaistut esimerkit

Esimerkki 1: Ehdollinen todennäköisyys taulukosta

Kurssilla on 30 opiskelijaa. Heistä 18 on suorittanut harjoituskokeen, ja näistä 12 on saanut vähintään 70 % pistettä. Mikä on todennäköisyys, että harjoituskokeen suorittanut opiskelija on saanut vähintään 70 %?

  1. Ehto rajaa tarkastelun harjoituskokeen suorittaneisiin, joita on 18.
  2. Näistä onnistuneita on 12.
  3. Todennäköisyys on 12 / 18 = 2 / 3.

Vastaus: Todennäköisyys on 2/3 eli noin 66,7 %.

Esimerkki 2: Puukaavio ilman palautusta

Pussissa on 3 punaista ja 2 sinistä palloa. Nostetaan kaksi palloa ilman palautusta. Mikä on todennäköisyys saada ensin punainen ja sitten sininen?

  1. Ensimmäisen punaisen todennäköisyys on 3/5.
  2. Tämän jälkeen jäljellä on 4 palloa, joista 2 on sinisiä.
  3. Toisen noston sinisen todennäköisyys on siis 2/4 = 1/2.
  4. Kerro polun todennäköisyydet: 3/5 × 1/2 = 3/10.

Vastaus: Todennäköisyys on 3/10.

Esimerkki 3: Järjestys merkitsee vai ei

Kuinka monella tavalla kolmesta finalistista voidaan valita kultamitalisti ja hopeamitalisti?

  1. Valitaan kaksi henkilöä kolmesta ja järjestyksellä on väliä, koska kulta ja hopea eivät ole sama asia.
  2. Ensimmäiseen paikkaan on 3 vaihtoehtoa, toiseen jäljelle jää 2 vaihtoehtoa.
  3. Tuloksia on 3 × 2 = 6.

Vastaus: Vaihtoehtoja on 6.

Koevinkit

  • Kirjoita näkyviin, mikä on uusi vertailujoukko ehdollisessa todennäköisyydessä.
  • Piirrä puukaavio, jos tilanteessa on kaksi tai useampi peräkkäinen vaihe.
  • Kysy aina ensimmäisenä: merkitseekö järjestys?

Yleiset virheet

  • Jakaminen koko aineiston määrällä, vaikka tehtävässä on ehto.
  • Palautuksettoman noston käsittely ikään kuin määrät eivät muuttuisi.
  • Kombinaation ja variaation sekoittaminen.

Harjoitukset

Ratkaise ensin itse, avaa vasta sitten ratkaisu

Tehtävä 1

Harjoitus 1

Taulukossa 40 asiakkaasta 25 käyttää mobiilisovellusta, ja heistä 15 ostaa kuukausittain. Laske todennäköisyys, että sovellusta käyttävä asiakas ostaa kuukausittain.

Tehtävä 2

Harjoitus 2

Pussissa on 4 vihreää ja 3 keltaista kuulaa. Nostetaan kaksi ilman palautusta. Laske todennäköisyys, että molemmat ovat vihreitä.

Tehtävä 3

Harjoitus 3

Kuinka monella tavalla viidestä hakijasta voidaan valita puheenjohtaja ja sihteeri?

Tehtävä 4

Harjoitus 4

Kuinka monella tavalla viidestä hakijasta voidaan valita kahden hengen työryhmä, kun rooleja ei erotella?