Przeskocz do treści

Delta mi!

Omega

Przywrócić normalność

Rafał Sztencel

o artykule ...

  • Publikacja w Delcie: marzec 2006
  • Publikacja elektroniczna: 12-02-2011
  • Autor: Rafał Sztencel
    Notka biograficzna: Rafał Sztencel (1953-2008) - były pracownik Instytutu Matematyki UW i wieloletni współpracownik Delty.

Prawdopodobieństwem warunkowym zdarzenia math pod warunkiem, że zaszło zdarzenie math (o dodatnim prawdopodobieństwie) nazywamy liczbę

display-math

Znane są liczne przykłady prostych zadań, w których obliczenie prawdopodobieństwa warunkowego daje zaskakujący wynik. Punktem wyjścia będzie umiarkowane pod tym względem

Teraz nieco bardziej zaskakujące

obrazek

Ostatecznie chłopiec musi mieć jakieś imię – czy zatem dowiedzieliśmy się czegoś istotnie nowego, co mogłoby zmienić szanse badanego zdarzenia? Zobaczmy. Mamy teraz trzy kategorie dzieci ( math math math) i dziewięć zdarzeń elementarnych. Antoni to rzadkie imię – chłopiec ma szansę math że je otrzyma. Wbrew utartym zwyczajom niech math będzie kwadratem jednostkowym – będziemy obliczać pola figur.


Szukane prawdopodobieństwo to stosunek pola części krzyża pomalowanej na szaro do pola całego krzyża:

display-math

Ciężko w to uwierzyć; błędu rachunkowego chyba nie ma. Dla math (każdy chłopiec to Antoni) uzyskujemy odpowiedź z przykładu 1. Ale i tak coś jest zasadniczo nie w porządku.

Zadanie to ukazało się w książce, napisanej przez psychologa, badającego reakcje ludzi na takie dziwne zadania. Zostało ubrane w tekst o osiedlu, na którym mieszkają wyłącznie rodziny z dwojgiem dzieci. Widząc ojca z synem na spacerze, dowiadujemy się, że syn ma na imię Antoni, etc.

Sprecyzujmy zatem warunki doświadczenia. Niech dzieci będą wyprowadzane na spacer w wyniku sprawiedliwego (inaczej rodzice ryzykują awanturę) losowania. Zbiór zdarzeń elementarnych będzie musiał zostać wzbogacony – oto typowe zdarzenie elementarne: math co czytamy: młodszy Antoni, starszy Antoni, na spacerze młodszy.

Teraz okazuje się, że już jest normalnie: jeśli na spacerze jest Antoni, to szansa, że w domu została dziewczynka, wynosi math chłopiec (nie Antoni) – math wreszcie Antoni – math zgodnie z częstościami występowania wymienionych kategorii dzieci. Tak powinno być, ponieważ dokonujemy tu losowania dwuetapowego – najpierw rodziny, potem dziecka.

Powyższe wyniki można uzyskać, wypisując pracowicie zdarzenia elementarne, nic dziwnego więc, że wolimy wzór Bayesa.

Niech na przykład math math oznacza zdarzenie „w rodzinie jest math dzieci o drugim imieniu Antoni”, math  zaś – „Antoni jest na spacerze”. Obliczamy

pict

Wobec tego w jakich warunkach można się spodziewać wyniku math? Może w takich:
w urzędzie gminy jest kartoteka z danymi o rodzinach z dwójką dzieci. Znajomy urzędnik wyjmuje losowo kartę i informuje nas, że w rodzinie jest syn o drugim imieniu Antoni. My oceniamy szansę, że w rodzinie jest dwóch synów (być może obaj o drugim imieniu Antoni).


Literatura
[1]
J. Jakubowski, R. Sztencel, Prawdopodobieństwo warunkowe, Delta, 10/2003.
[2]
Deborah J. Bennett, Randomness, Harvard University Press, 1998.