Как вычисляется вероятность. Примеры расчетов вероятностей сложных событий
Объединением
(логической суммой)
N событий называют событие
,
которое наблюдается каждый раз, когда
наступаетхотя бы одно из
событий
.
В частности, объединением
событий A и B
называют событие A
+
B
(у некоторых авторов
),
которое наблюдается, когданаступает
или
A,
или
B
или
оба этих события одновременно
(Рис. 7).
Признаком пересечения в текстовых
формулировках событий служит союз“или”
.
Рис. 7. Объединение событий A+B
Необходимо
учитывать, что вероятности события
P{A} соответствует
как левая часть заштрихованной на Рис. 7
фигуры, так и её центральная часть,
помеченная как
.
И исходы, соответствующие
событию B,
располагаются как в правой части
заштрихованной
фигуры, так и в помеченной
центральной части. Таким образом,
при сложении
и
площадка
реально войдет в эту сумму дважды, а
точное выражение для площади заштрихованнойфигуры имеет
вид
.
Итак, вероятность объединения двух событий A и B равна
Для большего числа событий общее расчетное выражение становится крайне громоздким из-за необходимости учета многочисленных вариантов взаимного наложения областей. Однако, если объединяемые события являются несовместными (см. с. 33), то взаимное наложение областей оказывается невозможным, а благоприятная зона определяется непосредственно суммой областей, соответствующих отдельным событиям.
Вероятность
объединения
произвольного числанесовместных
событий
определяется выражением
|
|
Следствие 1
:
Полная группа
событий состоит из событий
несовместных, одно из которых в опыте
обязательно реализуется. В результате,если события
…
,образуют
полную группу
,
то для них
Таким образом,
С
ледствие
3
Учтем,
что противоположным
утверждению «произойдет хотя бы
одно из событий
…
»
является утверждение «ни одно из событий
…
не реализуется». Т.е., иначе говоря, «в
опыте будут наблюдаться события
,
и
,
и …, и
»,
что представляет собой уже пересечение
событий, противоположных исходному
набору. Отсюда, с учетом (2 .0), для
объединения произвольного числа событий
получаем
|
|
Следствия
2, 3 показывают, что в тех случаях, когда
непосредственный расчет вероятности
какого-то события является проблематичным,
полезно оценить
трудоёмкость исследования события
ему противоположного. Ведь, зная значение
,
получить из (2 .0) нужную величину
никакого труда уже не представляет.
Примеры расчетов вероятностей сложных событий
Пример 1 : Двое студентов (Иванов и Петров) вместе я вились на защиту лабораторной работы, выучив первые 8 кон трольных вопросов к этой работе из 10 имеющихся. Проверяя подготовленность, п реподаватель задает каждому лишь оди н случайно выбираемый вопрос. Определить вероятность следующих событий:
A = “Иванов защитит лабораторную работу”;
B = “Петров защитит лабораторную работу”;
C = “оба защитят лабораторную работу”;
D = “хотя бы один из студентов защитит работу”;
E = “только один из студентов защитит работу”;
F = “никто из них не защитит работу”.
Решение. Отметим, что способность защитить работу как Иванова, т ак и Петрова в отдельности определяется лишь числом освоенных вопросов, поэтом у . (Примечание: в данном примере значения получаемых дробей сознательно не сокращались для упрощения сопоставления результатов расчетов.)
Событие C можно сформулировать иначе как «работу защитит и Иванов, и Петров», т.е. произойдут и событие A , и событие B . Таким образом, событие C является пересечением событий A и B , и в соответствии с (2 .0)
где сомножитель “7/9” появляется из-за того, что наступление события A означает, что Иванову достался «удачный» вопрос, а значит на долю Петрова из оставшихся 9 вопросов приходится теперь лишь 7 «хороших» вопросов.
Событие D подразумевает, что «работу защитит или Иванов, или Петров, или они оба вместе», т.е. произойдёт хотя бы одно из событий A и B . Итак, событие D является объединением событий A и B , и в соответствии с (2 .0)
что соответствует ожиданиям, т.к. даже для каждого из студентов в отдельности шансы на успех довольно велики.
С обытие Е означает, что «либо работу защитит Ивано в, а Петров «п ровалится», или Иванову попадется неудачный во прос, а Петров с защитой справится». Два альтернативных варианта являются взаимоисключающими (несовместными), поэтому
Наконец, утверждение F окажется справедливым лишь если « и Иванов, и Петров с защитой не справятся». Итак,
На этом решение задачи завершено, однако полезно отметить следующие моменты:
1. Каждая из
полученных вероятностей удовлетворяет
условию (1 .0), н
о
если для
и
получить
конфликт
ующие с
(1 .0) в
принципе невозможно, то для
попытка и
спользования
(2 .0) вместо (2 .0) привела бы к явно
некорр
ектному значению
.
Важно помнить, что подобное значение
вероятности принципиально невозможно,
и при получении столь парадоксального
результата незамедлительно приступать
к поиску ошибки.
2. Найденные вероятности удовлетворяют соотношения м
.
Э то вполне ожидаемо, т.к. события C , E и F образуют полн ую группу, а события D и F противоположны друг другу. Учет этих соотношений с одной стороны может быть использо ван для перепроверки расчетов, а в другой ситуации может послужить основой альтернативного способа решения задачи.
П римечание : Не пренебрегайте письменной фиксацией точной формулировки события, иначе по ходу решения задачи Вы можете непроизвольно перейти к иной трактовке смысла этого события, что повлечет ошибки в рассуждениях.
Пример 2 : В крупной партии микросхем, не прошедших выходной контроль качества, 30% изделий являются бракованными. Если из этой партии наугад выбрать какие-либо две микросхемы, то какова вероятность, что среди них:
A = “обе годные”;
B = “ровно 1 годная микросхема”;
C = “обе бракованные”.
Проанализируем следующий вариант рассуждений (осторожно, содержит ошибку):
Так как речь идет о крупной партии изделий, то изъятие из неё нескольких микросхем практически не влияет на соотношение числа годных и бракованных изделий, а значит, выбирая несколько раз подряд какие-то микросхемы из этой партии, можно считать, что в каждом из случаев остаются неизменными вероятности
=
P
{
выбрано бракованное изделие } = 0,3 и
=
P
{
выбрано годное изделие } = 0,7.
Для наступления события A необходимо, чтобы и в первый, и во второй раз было выбрано годное изделии, а потому (учитывая независимость друг от друга успешности выбора первой и второй микросхемы) для пересечения событий имеем
Аналогично, для наступления события С нужно, чтобы оба изделия оказались бракованными , а для получения B нужно один раз выбрать годное, а один – бракованное изделие.
Признак ошибки. Х отя все полученные выше вероятност и выглядят правдоподобными, при их совместном анализе легко з аметить, что .Однако случаи A , B и C образуют полную группу событий, для которой должно выполняться .Это противоречие указывает на наличие какой-то ошибки в рассуждениях.
С уть ошибки. Введем в рассмотрение два вспомогате льных события :
= “первая
микросхема – годная, вторая - бракованная”;
=
“первая микросхема – бракованная,
вторая – годная”.
Очевидно, что
,
однако именно такой вариант расчета
был выше использован для получения
вероятности события
B
,
хотя события
B
и
не являются э
квивалентными
.
На самом деле,
,
т.к. формулировка
события
B
требует, чтобы среди микросхем ровно
одна
, но совсем
не
обязательно первая
была годной
(а другая – бракованной). Поэтому, хотя
событие
не является дублем события
,
а должно учиты
ваться независимо.
Учитывая несовместность событий
и
,
вероятность их логической суммы будет
равна
После указанного исправления расчетов имеем
что косвенно подтверждает корректность найденных вероятностей.
Примечание : Обращайте особое внимание на отличие в формулировках событий типа “только первый из перечисленных элементов должен…” и “только один из перечисленных элем ентов должен…”. Последнее событие явно шире и включае т в свой состав первое как один из (возможно многочисленны х) вариантов. Эти альтернативные варианты (даже при совпадении их вероятностей) следует учитывать независимо друг от друга.
П римечание : Слово “процент” произошло от “ per cent ”, т.е. “на сотню”. Представление частот и вероятностей в процентах позволяет оперировать более крупными значениями, что иногда упрощает восприятие значений “на слух”. Однако использовать в расчетах для правильной нормировки умножение или деление на “100 %” громоздко и неэффективно. В связи с этим, не з абывайте при использовании значений, упомя нутых в процентах, подставлять их в расчетные выражения у же в виде долей от единицы (например, 35% в расчете записываетс я как “0,35”), чтобы минимизировать риск ошибочной нормировки результатов.
Пример 3 : Набор резисторов содержит один резистор н оминалом 4 кОм, три резистора по 8 кОм и шесть резист оров с сопротивлением 15 кОм. Выбранные наугад три резистора соединяются друг с другом параллельно. Определить вероятность получения итогового сопротивления, не превышающего 4 кОм.
Реш ение. Сопротивление параллельного соединения рез исторов может быть рассчитано по формуле
.
Это позволяет ввести в рассмотрение события, такие как
A
= “выбраны три резистора по 15 кОм” =
“
”;
B
= “в
зяты два
резистора по 15 кОм и один с сопротивление
м
8 кОм” =“
”…
Полная группа событий, соответствующих условию задачи, включает ещё целый ряд вариантов, причем именно таких, к оторые соответствуют выдвинутому требованию о получении сопротивления не более чем 4 кОм. Однако, хотя “прямой” путь решения, предполагающий расчет (и последующее сумми рование) вероятностей, характеризующих все эти события, и является правильным, действовать таким образом нецелесообразно.
Отметим, что для получения итогового сопротивления менее 4 кОм д остаточно, чтобы в используемый набор вошел хотя бы один резистор с сопротивлени ем менее 15 кОм. Таким образом, лишь в случае A требование задачи не выполняется, т.е. событие A является противоположным исследуемому. Вместе с тем,
.
Таким образом, .
П
ри
мечание
:
Рассчитывая вероятность некоторого
события
A
,
не забывайте проанализировать трудоемкость
определени
я вероятности
события ему противоположного. Если
расс
читать
легко, то
именно с этого и надо начинать решен
ие
задачи
, завершая его применением
соотношения
(2 .0).
П ример 4 : В коробке имеются n белых, m черных и k красных шаров. Шары по одному наугад извлекаются из коробки и возвращаются обратно после каждого извлечения. Определить вероятность события A = “белый шар будет извлечен раньше, чем черный ” .
Реш ение. Рассмотрим следующую совокупность событий
= “белый шар
извлекли при первой же попытке”;
= “сначала вынули
красный шар, а затем - белый”;
=
“дважды вынули красный шар, а на третий
раз - белый
”…
Так к
ак
шарики возвращаются, то последовательность
соб
ытий
может быть формально бесконечно
протяженной.
Эти события являются несовместными и составляют в совокупности тот набор ситуаций, при которых происходит событие A . Таким образом,
Несложно заметить,
что входящие в сумму слагаемые образуют
геометрическую прогрессию
с начальным элементом
и знаменателем
.
Но сумм
а элементов бесконечной
геометрической прогрессии равна
|
|
.
Таким образом, . Л юбопытно, что эта вероятность (как следует из полученно го выражения) не зависит от числа красных шаров в коробке.
Понимаю, что всем хочется заранее знать, как завершится спортивное мероприятие, кто одержит победу, а кто проиграет. Обладая подобной информацией, можно без страха делать ставки на спортивные мероприятия. Но можно ли вообще и если да, то как рассчитать вероятность события?
Вероятность – это величина относительная, поэтому не может с точностью говорить о каком-либо событии. Данная величина позволяет проанализировать и оценить необходимость совершения ставки на то или иное соревнование. Определение вероятностей – это целая наука, требующая тщательного изучения и понимания.
Коэффициент вероятности в теории вероятности
В ставках на спорт есть несколько вариантов исхода соревнования:
- победа первой команды;
- победа второй команды;
- ничья;
- тотал.
У каждого исхода соревнования есть своя вероятность и частота, с которой данное событие совершится при условии сохранения начальных характеристик. Как уже говорили ранее, невозможно точно рассчитать вероятность какого-либо события – оно может совпасть, а может и не совпасть. Таким образом, ваша ставка может как выиграть, так и проиграть.
Точного 100% предугадывания результатов соревнования не может быть, так как на исход матча влияет множество факторов. Естественно, и букмекеры не знают заранее исход матча и лишь предполагают результат, принимая решение на своей системе анализа и предлагают определенные коэффициенты для ставок.
Как посчитать вероятность события?
Допустим, что коэффициент букмекера равен 2. 1/2 – получаем 50%. Получается, что коэффициент 2 равен вероятности 50%. По тому же принципу можно получить безубыточный коэффициент вероятности – 1/вероятность.
Многие игроки думают, что после нескольких повторяющихся поражений, обязательно произойдет выигрыш — это ошибочное мнение. Вероятность выигрыша ставки не зависит от количества поражений. Даже если вы выбрасываете несколько орлов подряд в игре с монеткой, вероятность выбрасывания решки останется прежней – 50%.
Существует целый класс опытов, для которых вероятности их возможных исходов легко оценить непосредственно из условий самого опыта. Для этого нужно, чтобы различные исходы опыта обладали симметрией и в силу этого были объективно одинаково возможными.
Рассмотрим, например, опыт, состоящий в бросании игральной кости, т.е. симметричного кубика, на гранях которого нанесено различное число очков: от 1 до 6.
В силу симметрии кубика есть основания считать все шесть возможных исходов опыта одинаково возможными. Именно это дает нам право предполагать, что при многократном бросании кости все шесть граней будут выпадать примерно одинаково часто. Это предположение для правильно выполненной кости действительно оправдывается на опыте; при многократном бросании кости каждая её грань появляется примерно в одной шестой доле всех случаев бросания, причем отклонение этой доли от 1/6 тем меньше, чем большее число опытов произведено. Имея в виду, что вероятность достоверного события принята равной единице, естественно приписать выпадению каждой отдельной грани вероятность, равную 1/6. Это число характеризует некоторые объективные свойства данного случайного явления, а именно свойство симметрии шести возможных исходов опыта.
Для всякого опыта, в котором возможные исходы симметричны и одинаково возможны, можно применить аналогичный прием, который называется непосредственным подсчетом вероятностей.
Симметричность возможных исходов опыта обычно наблюдается только в искусственно организованных опытах, типа азартных игр. Так как первоначальное развитие теория вероятностей получила именно на схемах азартных игр, то прием непосредственного подсчета вероятностей, исторически возникший вместе с возникновением математической теории случайных явлений, долгое время считался основным и был положен в основу так называемой «классической» теории вероятностей. При этом опыты, не обладающие симметрией возможных исходов, искусственно сводились к «классической» схеме.
Несмотря на ограниченную сферу практических применений этой схемы, она все же представляет известный интерес, так как именно на опытах, обладающих симметрией возможных исходов, и на событиях, связанных с такими опытами, легче всего познакомиться с основными свойствами вероятностей. Такого рода событиями, допускающими непосредственный подсчет вероятностей, мы и займемся в первую очередь.
Предварительно введем некоторые вспомогательные понятия.
1. Полная группа событий.
Говорят, что несколько событий в данном опыте образуют полную группу событий, если в результате опыта непременно должно появиться хотя бы одно из них.
Примеры событий, образующих полную группу:
3) появление 1,2,3,4,5,6 очков при бросании игральной кости;
4) появление белого шара и появление черного шара при вынимании одного шара из урны, в которой 2 белых и 3 черных шара;
5) ни одной опечатки, одна, две, три и более трех опечаток при проверке страницы напечатанного текста;
6) хотя бы одно попадание и хотя бы один промах при двух выстрелах.
2. Несовместимые события.
Несколько событий называют несовместимыми в данном опыте, если никакие два из них не могут появиться вместе.
Примеры несовместимых событий:
1) выпадение герба и выпадение цифры при бросании монеты;
2) попадание и промах при выстреле;
3) появление 1,3, 4 очков при одном бросании игральной кости;
4) ровно один отказ, ровно два отказа, ровно три отказа технического устройства за десять часов работы.
3. Равновозможные события.
Несколько событий в данном опыте называются равновозможными, если по условиям симметрии есть основание считать, что ни одно из этих событий не является объективно более возможным, чем другое.
Примеры равновозможных событий:
1) выпадение герба и выпадение цифры при бросании монеты;
2) появление 1,3, 4, 5 очков при бросании игральной кости;
3) появление карты бубновой, червонной, трефовой масти при вынимании карты из колоды;
4) появление шара с №1, 2, 3 при вынимании одного шара из урны, содержащей 10 перенумерованных шаров.
Существуют группы событий, обладающие всеми тремя свойствами: они образуют полную группу, несовместимы и равновозможны; например: появление герба и цифры при бросании монеты; появление 1, 2, 3, 4, 5, 6 очков при бросании игральной кости. События, образующие такую группу, называются случаями (иначе «шансами»).
Если какой-либо опыт по своей структуре обладает симметрией возможных исходов, то случаи представляют собой исчерпывающую систему равновозможных и исключающих друг друга исходов опыта. Про такой опыт говорят, что он «сводится к схеме случаев» (иначе – к «схеме урн»).
Схема случаев по преимуществу имеет место в искусственно организованных опытах, в которых заранее и сознательно обеспечена одинаковая возможность исходов опыта (как, например, в азартных играх). Для таких опытов возможен непосредственный подсчет вероятностей, основанный на оценке доли так называемых «благоприятных» случаев в общем числе случаев.
Случай называется благоприятным (или «благоприятствующим») некоторому событию, если появление этого случая влечет за собой появление данного события.
Например, при бросании игральной кости возможны шесть случаев: появление 1, 2, 3, 4, 5, 6 очков. Из них событию – появлению четного числа очков – благоприятны три случая: 2, 4, 6 и не благоприятны остальные три.
Если опыт сводится к схеме случаев, то вероятность события в данном опыте можно оценить по относительной доле благоприятных случаев. Вероятность события вычисляется как отношение числа благоприятных случаев к общему числу случаев:
где Р(А) – вероятность события ; – общее число случаев; – число случаев, благоприятных событию .
Так как число благоприятных случаев всегда заключено между 0 и (0 – для невозможного и – для достоверного события), то вероятность события, вычисленная по формуле (2.2.1), всегда есть рациональная правильная дробь:
Формула (2.2.1), так называемая «классическая формула» для вычисления вероятностей, долгое время фигурировала в литературе как определение вероятности. В настоящее время при определении (пояснении) вероятности обычно исходят из других принципов, непосредственно связывая понятие вероятности с эмпирическим понятием частоты; формула же (2.2.1) сохраняется лишь как формула для непосредственного подсчета вероятностей, пригодная тогда и только тогда, когда опыт сводится к схеме случаев, т.е. обладает симметрией возможных исходов.
Для вычисления вероятности Р А события А необходимо построить математическую модель изучаемого объекта, которая содержит событие А. Основой модели является вероятностное пространство (,?,Р), где - пространство элементарных событий, ? - класс событий с введенными над ними операциями композиции,
Вероятность любого события А, имеющего смысл в и входящего в класс событий? 25. Если, например,
то из аксиомы 3, вероятностей, следует, что
Таким образом, вычисление вероятности события А, сведено к вычислению вероятностей элементарных событий, его составляющих, а так как они являются «базовыми», то методы их вычисления не обязаны зависить от аксиоматики теории вероятностей.
Здесь рассмотрены три подхода к вычислению вероятностей элементарных событий:
классический;
геометрический;
статистический или частотный.
Классический метод вычисления вероятностей
Из аксиоматического определения вероятности следует, что вероятность существует для любого события А, но как ее вычислить, об этом ничего не говорится, хотя известно, что для каждого элементарного события i существует вероятность рi, такая, что сумма вероятностей всех элементарных событий пространства равна единице, то есть
На использовании этого факта основан классический метод вычисления вероятностей случайных событий, который в силу своей специфичности, дает способ нахождения вероятностей этих событий непосредственно из аксиом.
Пусть дано фиксированное вероятностное пространство (,?,Р), в котором:
- а) состоит из конечного числа n элементарных событий,
- б) каждому элементарному событию i поставлена в соответствие вероятность
Рассмотрим событие А, которое состоит из m элементарных событий:
тогда из аксиомы 3 вероятностей, в силу несовместности элементарных событий, следует, что
Тем самым имеем формулу
которую можно интерпретировать следующим образом: вероятность событию А произойти равна отношению числа элементарных событий, благоприятствующих появлению событию А, к числу всех элементарных событий из.
В этом суть классического метода вычисления вероятностей событий.
Замечание. Приписав одинаковую вероятность каждому из элементарных событий пространства, мы, с одной стороны, имея вероятностное пространство и опираясь на аксиомы теории вероятностей, получили правило вычисления вероятностей любых случайных событий из пространства по формуле (2), с другой стороны, это дает нам основание считать все элементарные события равновозможными и вычисление вероятностей любых случайных событий из свести к «урновой» схеме независимо от аксиом.
Из формулы (2) следует, что вероятность события А зависит только от числа элементарных событий, из которых оно состоит и не зависит от их конкретного содержания. Таким образом, чтобы воспользоваться формулой (2), необходимо найти число точек пространства и число точек, из которых состоит событие А, но тогда это уже задача комбинаторного анализа.
Рассмотрим несколько примеров.
Пример 8. В урне из n шаров - k красных и (n - k) черных. Наудачу извлекаем без возвращения r шаров. Какова вероятность того, что в выборке из r шаров s шаров - красных?
Решение. Пусть событие {А} {в выборке из r шаров s - красных}. Искомая вероятность находится по классической схеме, формула (2):
где - число возможных выборок объема r, которые различаются хотя бы одним номером шара, а m - число выборок объема r, в которых s шаров красных. Для, очевидно, число возможных вариантов выборки равно, а m, как следует из примера 7, равно
Таким образом, искомая вероятность равна
Пусть дан набор попарно несовместных событий As,
образующих полную группу, тогда
В этом случае говорят, что имеем распределение вероятностей событий As.
Распределения вероятностей является одним из фундаментальных понятий современной теории вероятностей и составляет основу аксиомами Колмагорова.
Определение. Распределение вероятностей
определяется гипергеометрическое распределение.
Боровков А.А. в своей книге на примере формулы (3) поясняет природу задач теории вероятностей и математической статистики следующим образом: зная состав генеральной совокупности, мы с помощью гипергеометрического распределения можем выяснить, каким может быть состав выборки - это типичная задача теории вероятностей (прямая задача). В естественных науках решают обратную задачу: по составу выборок, определяют природу генеральных совокупностей - это обратная задача, и она, образно говоря, составляет содержание математической статистики.
Обобщением биномиальных коэффициентов (сочетаний) являются полиномиальные коэффициенты, которые своим названием обязаны разложению полинома вида
по степеням слагаемых.
Полиномиальные коэффициенты (4) часто применяются при решении комбинаторных задач.
Теорема. Пусть имеется k различных ящиков, по которым раскладываются пронумерованные шары. Тогда число размещений шаров по ящикам так, чтобы в ящике с номером r находилось ri шаров,
определяется полиномиальными коэффициентами (4).
Доказательство. Поскольку порядок расположения ящиков важен, а шаров в ящиках - не важен, то для подсчета размещений шаров в любом ящике можно воспользоваться сочетаниями.
В первом ящике r1 шаров из n можно выбрать способами, во втором ящике r2 шаров, из оставшихся (n - r1) можно выбрать способами и так далее, в (k - 1) ящик rk-1 шаров выбираем
способами; в ящик k - оставшиеся
шаров попадают автоматически, одним способом.
Таким образом, всего размещений будет
Пример. По n ящикам случайно распределяются n шаров. Считая, что ящики и шары различимы, найти вероятности следующих событий:
- а) все ящики не пустые = А0;
- б) один ящик пуст = А1;
- в) два ящика пустых = А2;
- г) три ящика пустых = А3;
- д) (n-1) - ящик пуст = А4.
Решить задачу для случая n = 5.
Решение. Из условия следует, что распределение шаров по ящикам есть простой случайный выбор, следовательно, всех вариантов nn.
Эта последовательность означает, что в первом, втором и третьем ящиках по три шара, в четвертом и пятом по два шара, в остальных (n - 5) ящиках по одному шару. Всего таких размещений шаров по ящикам будет
Так как шары на самом деле различимы, то на каждую такую комбинацию будем иметь
размещений шаров. Таким образом, всего вариантов будет
Переходим к решению по пунктам примера:
а) так как в каждом ящике находится по одному шару, то имеем последовательность 111…11, для которой число размещений равно n!/ n! = 1. Если шары различимы, то имеем n!/ 1! размещений, следовательно, всего вариантов m = 1n!= n!, отсюда
б) если один ящик пуст, то какой-то ящик содержит два шара, тогда имеем последовательность 211…10, для которой число размещений равно n! (n-2)!. Так как шары различимы, то для каждой такой комбинации имеем n!/ 2! размещений. Всего вариантов
в) если два ящика пусты, то имеем две последовательности: 311…100 и 221…100. Для первой число размещений равно
n!/ (2! (n - 3)!).
На каждую такую комбинацию имеем n!/ 3! размещений шаров. Итак, для первой последовательности, число вариантов равно
Для второй последовательности всего вариантов будет
Окончательно имеем
г) для трех пустых ящиков будет три последовательности: 411…1000, либо 3211…1000, либо 22211…1000.
Для первой последовательности имеем
Для второй последовательности
Для третьей последовательности получаем
Всего вариантов
m = k1 + k2 + k3,
Искомая вероятность равна
д) если (n -1) ящик пуст, то все шары должны находиться в одном из ящиков. Очевидно, что число комбинаций равно
Соответствующая этому событию вероятность равна
При n = 5, имеем
Заметим, что при n = 5 события Аi должны образовывать полную группу, что соответствует действительности. В самом деле
Можно ли выиграть в лотерею? Какие шансы угадать нужное количество чисел и получить джекпот или приз младшей категории? Вероятность выигрыша легко просчитывается, любой желающий может сделать это самостоятельно.
Как вообще считается вероятность выигрыша в лотерею?
Числовые лотереи проводятся по определенным формулам и шансы каждого события (выигрыша той или иной категории) рассчитываются математически. Причем эта вероятность вычисляется для любого нужного значения, будь то «5 из 36», «6 из 45», или «7 из 49» и она не меняется, так как зависит только от общего количества чисел (шаров, номеров) и того, сколько из них надо угадать.
Например, для лотереи «5 из 36» вероятности всегда следующие
- угадать два числа — 1: 8
- угадать три числа — 1: 81
- угадать четыре числа — 1: 2 432
- угадать пять чисел — 1: 376 992
Другими словами — если отметить в билете одну комбинацию (5 номеров), то шанс угадать «двойку» всего 1 из 8. А вот «пять» номеров поймать гораздо сложнее, это уже 1 шанс из 376 992. Именно такое (376 тысяч) количество всевозможных комбинаций существует в лотерее «5 из 36» и гарантированно в ней выиграть можно, если только заполнить их все. Правда, сумма выигрыша в этом случае не оправдает вложений: если билет стоит 80 рублей, то отметить все комбинации будет стоить 30 159 360 рублей. Джекпот обычно намного меньше.
В общем, все вероятности давно известны, всего и остается, что их найти или рассчитать самостоятельно, при помощи соответствующих формул.
Для тех, кому искать лень, приведем вероятности выигрыша для основных числовых лотерей Столото — они представлены в этой таблице
| Сколько чисел надо угадать | шансы в 5 из 36 | шансы в 6 из 45 | шансы в 7 из 49 |
| 2 | 1:8 | 1:7 | |
| 3 | 1:81 | 1:45 | 1:22 |
| 4 | 1:2432 | 1:733 | 1:214 |
| 5 | 1:376 992 | 1:34 808 | 1:4751 |
| 6 | 1:8 145 060 | 1:292 179 | |
| 7 | 1:85 900 584 |
Необходимые пояснения
Лото-виджет позволяет рассчитывать вероятности выигрыша для лотерей с одним лототроном (без бонусных шаров) или с двумя лототронами. Также можно просчитать вероятности развернутых ставок
Расчет вероятности для лотерей с одним лототроном (без бонусных шаров)
Используются только первые два поля, в которых числовая формула лотереи, например: — «5 из 36», «6 из 45», «7 из 49». В принципе, можно просчитать почти любую мировую лотерею. Есть только два ограничения: первое значение не должно превышать 30, а второе — 99.
Если в лотерее не используются дополнительные номера*, то после выбора числовой формулы остается нажать кнопку рассчитать и результат готов. Не важно, вероятность какого события вы хотите узнать – выигрыш джекпота, приз второй/третьей категории или просто выяснить, сложно ли угадать 2-3 номера из нужного количества – результат высчитывается почти моментально!
Пример расчета. Вероятность угадать 5 из 36 составляет 1 шанс из 376 992
Примеры. Вероятности выигрыша главного приза для лотерей:
«5 из 36» (Гослото, Россия) – 1:376 922
«6 из 45» (Гослото, Россия; Saturday Lotto, Австралия; Lotto, Австрия) — 1:8 145 060
«6 из 49» (Спортлото, Россия; La Primitiva, Испания; Lotto 6/49, Канада) — 1:13 983 816
«6 из 52» (Super Loto, Украина; Illinois Lotto, США; Mega TOTO, Малазия) — 1:20 358 520
«7 из 49» (Гослото, Россия; Lotto Max, Канада) — 1:85 900 584
Лотереи с двумя лототронами (+ бонусный шар)
Если в лотерее используется два лототрона, то для расчета необходимо заполнить все 4 поля. В первых двух – числовая формула лотереи (5 из 36, 6 из 45 и тд), в третьем и четвертом поле отмечается количество бонусных шаров (x из n). Важно: данный расчет можно использовать только для лотерей с двумя лототронами. Если бонусный шар достается из основного лототрона, то вероятность выигрыша именно этой категории считается по-другому.
* Так как при использовании двух лототронов шанс выигрыша высчитывается перемножением вероятностей друг на друга, то для корректного расчета лотерей с одним лототроном выбор дополнительного номера по умолчанию стоит как 1 из 1, то есть не учитывается .
Примеры. Вероятности выигрыша главного приза для лотерей:
«5 из 36 + 1 из 4» (Гослото, Россия) – 1:1 507 978
«4 из 20 + 4 из 20» (Гослото, Россия) – 1:23 474 025
«6 из 42 + 1 из 10» (Megalot, Украина) – 1:52 457 860
«5 из 50 + 2 из 10» (EuroJackpot) – 1:95 344 200
«5 из 69 + 1 из 26» (Powerball, США) — 1: 292 201 338
Пример расчет. Шанс угадать 4 из 20 дважды (в двух полях) составляет 1 к 23 474 025
Хорошей иллюстрацией сложности игры с двумя лототронами служит лотерея «Гослото «4 из 20». Вероятность угадать 4 числа из 20 в одном поле вполне щадящая, шанс этого — 1 из 4 845. Но, когда угадать надо выиграть оба поля… то вероятность рассчитывается их перемножением. То есть, в данном случае 4 845 умножаем на 4 845, что дает 23 474 025. Так что, простота этой лотереи обманчива, выиграть в ней главный приз сложнее, чем в «6 из 45» или «6 из 49»
Расчет вероятности (развернутые ставки)
В данном случае считается вероятность выигрыша при использовании развернутых ставок. Для примера – если в лотерее 6 из 45, отметить 8 чисел то вероятность выиграть главный приз (6 из 45) составит 1 шанс из 290 895. Пользоваться ли развернутыми ставками – решать вам. С учетом того, что стоимость их получается очень высокая (в данном случае 8 отмеченных чисел это 28 вариантов) стоит знать как это увеличивает шансы на выигрыш. Тем более, что сделать это теперь совсем просто!
Расчет вероятности выигрыша (6 из 45) на примере развернутой ставки (отмечено 8 чисел)
И другие возможности
При помощи нашего виджета можно просчитать вероятность выигрыша и в бинго-лотереях, например, в «Русское лото». Главное, что надо учитывать, это количество ходов, отведенных на наступление выигрыша. Чтобы было понятнее: долгое время в лотерее «Русское лото» джекпот можно было выиграть в том случае если 15 чисел (в одном поле ) закрывались за 15 ходов . Вероятность такого события совершенно фантастическая, 1 шанс из 45 795 673 964 460 800 (можете проверить и получить это значение самостоятельно). Именно поэтому, кстати, много лет в лотерее «Русское лото» никто не мог сорвать джекпот, и его распределяли принудительно.
20.03.2016 правила лотереи «Русское лото» были изменены. Джекпот теперь можно выиграть, если 15 чисел (из 30) закрывались за 15 ходов . Получается аналог развернутой ставки — ведь 15 чисел угадываются из 30 имеющихся! А это уже совсем другая вероятность:
Шанс выиграть джекпот (по новым правилам) в лотерее «Русское лото»
И в заключение приведем вероятность выигрыша в лотереях, использующих бонусный шар из основного лототрона (наш виджет такие значения не считает). Из самых известных
Спортлото «6 из 49»
(Гослото, Россия), La Primitiva «6 из 49» (Испания)
Категория «5 + бонусный шар»: вероятность 1:2 330 636
SuperEnalotto «6 из 90»
(Италия)
Категория «5 + бонусный шар»: вероятность 1:103 769 105
Oz Lotto «7 из 45»
(Австралия)
Категория «6 + бонусный шар»: вероятность 1:3 241 401
«5 + 1» — вероятность 1:29 602
«3 +1» — вероятность 1:87
Lotto «6 из 59»
(Великобритания)
Категория «5 + 1 бонусный шар»: вероятность 1:7 509 579