Slučajni eksperiment, elementarni događaj i prostor elementarnih događaja


Slučajni eksperiment je svaka potpuno precizirana operacija (radnja) koja se u nepromenjenim zadatim uslovima može ponoviti proizvoljan broj puta i čiji se rezultat (ishod) ne može unapred predvideti. Slučajni eksperiment je potpuno određen ako je jasno navedeno šta se u tom ispitivanju posmatra, tj. šta se registruje kao ishod slučajnog eksperimenta. Ishod slučajnog eksperimenta naziva se elementarni događaj.

Skup S={e1, e2, e3, ..., en ,...} elementarnih događaja je skup svih mogućih ishoda posmatranog slučajnog eksperimenta. Njega još nazivamo i prostor elementarnih događaja .

Primer: Neka se slučajni eksperiment sastoji u bacanju ispravne kockice za igru numerisane brojevima od 1 do 6 na ravnu podlogu. Posmatra se broj koji padne na gornjoj strani kockice. Označimo sa A događaj: „ Pao je broj 3 “. Događaj A je primer slučajnog događaja. Ovaj događaj se u navedenom eksperimentu može ali i ne mora ostvariti, jer istu mogućnost imaju i preostalih 5 brojeva. U ovom slučaju, prostor elementarnih događaja je S={1,2,3,4,5,6}

Primer: Eksperiment se sastoji u posmatranju saobraćajne raskrsnice u gradu u vremenu od 12 do 13h i registrovanju broja automobila marke „Fiat Punto“ koji za to vreme prođu. Ishodi su brojevi automobila navedene marke koji prođu kroz raskrsnicu za vreme posmatranja i oni mogu značajno varirati u različitim danima, godišnjim dobima ili vremenskim prilikama. S={0,1,2,3,...,M}, gde je broj M kapacitet raskrsnice.

Slućajan događaj i verovatnoća


Slučajan događaj (događaj A) nekog slučajnog eksperimenta je svaki podskup skupa S elementarnih događaja za taj slučajni eksperiment.

Skup S svih ishoda datog slučajnog eksperimenta je takođe događaj i naziva se siguran (izvestan, pouzdan) događaj i on se pri posmatranom slučajnom eksperimentu uvek realizuje. Događaj koji se nikada ne realizuje naziva se nemoguć događaj.

U primeru 1, S={1,2,3,4,5,6} je siguran događaj, jer će sigurno pasti neki od šest brojeva. Nemoguć događaj u istom primeru bio bi recimo: Pao je broj 7

Definicija: Neka je S={e1,e2,e3,...,en} skup elementarnih događaja nekog slučajnog eksperimenta, PS skup svih podskupova skupa S. Verovatnoća događaja A∈PS je broj P(A), gde je P funkcija na skupu PS koja zadovoljava sledeće aksiome:

Aksioma 1. Za A ∈ PS , P(A)=0 (nenegativnost)

Aksioma 2. P(S)=1 (normiranost)

Aksioma 3. Za događaje A1,A2,...,An koji pripadaju PS i Ai ∩ Aj = ∅ , i ≠ j, važi da je:



Poseban slučaj je kada su svi događaji jednako verovatni. Tada se verovatnoća definiše na sledeći način:

Definicija: ( Klasična ili Laplasova definicija verovatnoće ) Verovatnoća događaja A jednaka je količniku između m-broja elementarnih događaja sadržanih u A (povoljnih za A) i n-broja svih mogućih ishoda slučajnog eksperimenta: 𝑃(𝐴) = m/n

Primer: Kolika je verovatnoća da pri bacanju kockice za igru padne:
a. paran broj
b. broj manji od 3?

Rešenje:

Primer: U kutiji se nalaze 4 bele i 6 crnih kuglica. Proizvoljno biramo dve kuglice. Kolika je verovatnoća da
a. obe izvučene kuglice budu bele?
b. kuglice budu različite boje?

Rešenje:

Primer: Iz skupa od 10 osoba od kojih su 6 žena i 4 muškarca na slučajan način biramo 3 osobe. Kolika je verovatnoća da među izabranim osobama bude bar jedna žena?

Rešenje: Među tri izabrane osobe može biti jedna žena (događaj A), dve žene (događaj B) ili sve tri žene (događaj C). Pošto su događaji međusobno disjunktni, na osnovu aksiome 3 znamo da je verovatnoća da se desi jedan od dogadjaja A,B i C jednaka zbiru verovatnoća ta 3 događaja pojedinačno.



Teorema: Neka su A i B bilo koji događaji iz PS takvi da je A∩ B = ∅, tada je P(A∪B)=P(A)+P(B)-P(AB).

_____________________________________________________________________________________________
Zadaci:

1. Opisati prostor ishoda narednih događaja: Rešenje:

Rešenje pod a. i b. možete pogledati na sledećem linku. Rešenje pod c. možete pogledati na sledećem linku.

2. Iz špila od 32 karte za igru na slučajan način biramo jednu kartu. Kolika je verovatnoća da izabrana karta bude pik ili dama?

Resenje:

3. Kockica se baca n puta. Odrediti verovatnoću događaja: Rešenje:

4. U kutiji se nalazi 8 belih i 2 crne kuglice. Ako izvlačimo 5 kuglica, koja je verovatnoća da medju njima bude tačno jedna crna?

Rešenje: