الإحصاء · الصف الثالث الثانوي
الأحداث المستقلة
الأحداث المستقلة وغير المستقلة، وتعريف الاستقلال P(A∩B)=P(A)·P(B) والتحقق منه، والفرق بين الحدثين المتنافيين والمستقلين، وتطبيقات على الاحتمال المشترك وأحداث «أحدهما على الأقل» و«أحدهما فقط»، مع السحب مع الإرجاع ودونه.
آخر تحديث: · كيف نراجع المحتوى
مقدمة
- البند: 3-3 من الوحدة الثالثة (الاحتمال)
- الشعبة: أدبي فقط (بديل الرياضيات البحتة لهذه الشعبة)
إذا رميت عملة ثم حجر نرد، فهل تؤثر نتيجة العملة في نتيجة الحجر؟ لا. وإذا سحبت كرة من كيس ثم سحبت أخرى دون إرجاع الأولى، فهل تؤثر الأولى في الثانية؟ نعم، لأن عدد الكرات تغير. الفرق بين الحالتين هو فكرة استقلال الأحداث.
أهداف التعلم
- أن تميز بين الأحداث المستقلة وغير المستقلة.
- أن تتحقق من استقلال حدثين بالتعريف.
- أن تميز بين الحدثين المتنافيين والمستقلين.
- أن تحل مسائل على احتمال وقوع حدثين مستقلين معًا، وعلى «أحدهما على الأقل» و«أحدهما فقط».
شرح الدرس
أولًا: الأحداث المستقلة وغير المستقلة
| الموقف | هل الحدثان مستقلان؟ | السبب |
|---|---|---|
| رمي عملة وحجر نرد | مستقلان | نتيجة العملة لا تؤثر في نتيجة النرد |
| نجاح طالب في الكيمياء ونجاحه في اللغة العربية | غالبًا مستقلان | لا تؤثر إحداهما في الأخرى |
| سحب كرة ثم إعادتها ثم سحب كرة ثانية | مستقلان | عدد الكرات لم يتغير |
| سحب كرة دون إرجاع ثم سحب ثانية | غير مستقلين | تغيّر عدد الكرات فتأثر احتمال الثانية |
| نجاح الطالب في الامتحان العملي وفي الامتحان النظري للمادة نفسها | غير مستقلين غالبًا | تؤثر إحداهما في الأخرى |
ثانيًا: تعريف الاستقلال
يقال إن الحدثين و مستقلان إذا وإذا فقط:
أي أن احتمال وقوعهما معًا يساوي حاصل ضرب احتمالي وقوعهما منفردين. ويلزم من ذلك (إذا كان ) أن:
أي أن وقوع لا يغيّر احتمال وقوع .
مثال: رُمي حجر نرد مرة وعملة مرة. احتمال «صورة» و«العدد 5» معًا: و ومن الاستقلال .
ثالثًا: كيف نتحقق من الاستقلال؟
احسب ثم قارنه بـ؛ فإن تساويا فالحدثان مستقلان وإلا فلا.
مثال 1: و و. هل و مستقلان؟
وحاصل الضرب ؛ فالحدثان مستقلان.
مثال 2: و و: ولكن ؛ فالحدثان غير مستقلين.
رابعًا: المتنافيان والمستقلان
| وجه المقارنة | متنافيان | مستقلان |
|---|---|---|
| المعنى | لا يقعان معًا | وقوع أحدهما لا يؤثر في احتمال الآخر |
| الشرط | ||
| الاتحاد |
مثال يوضح الفرق: عند رمي عملة مرة، «صورة» و«كتابة» متنافيان (لا يقعان معًا) وليسا مستقلين، لأن بينما . فإذا كان احتمال كل من حدثين أكبر من الصفر فلا يمكن أن يكونا متنافيين ومستقلين معًا.
أمثلة وتطبيقات
مثال 3 (رمي حجر نرد مرتين): : «العدد في الرمية الأولى زوجي» و: «المجموع فردي». و. : الأولى زوجي والثانية فردي: نواتج من 36، فـ ؛ فالحدثان مستقلان.
مثال 4 (إصابة هدف): لاعبان يصوبان نحو هدف باستقلال، احتمال إصابة الأول والثاني . أوجد احتمال: (أ) إصابتهما معًا، (ب) إصابة أحدهما على الأقل، (ج) إصابة أحدهما فقط، (د) عدم إصابة أي منهما.
- (أ)
- (ب)
- (ج) أحدهما فقط
- (د) ، ويتحقق ✓
مثال 5 (ثلاثة اختبارات): احتمال نجاح طالب في ثلاثة اختبارات مستقلة و و. النجاح في الثلاثة معًا . والنجاح في اختبار واحد على الأقل .
مثال 6 (مع الإرجاع ودونه): كيس فيه 3 كرات حمراء و2 زرقاء، سُحبت كرتان على التوالي. احتمال أن تكونا حمراوين: مع الإرجاع (مستقلان) ؛ ودون إرجاع (غير مستقلين) .
ملاحظات مهمة
- الاستقلال يعني عدم تأثر الاحتمال، وليس عدم وجود عناصر مشتركة (فذلك التنافي).
- لا تضرب الاحتمالات إلا إذا كان الحدثان مستقلين أو استخدمت الاحتمال الشرطي.
- إذا كان و مستقلين فإن و مستقلان أيضًا، و و كذلك.
- «على الأقل» يُحسب غالبًا بالمكمل: .
- «أحدهما فقط» = «أحدهما على الأقل» «كلاهما معًا».
المفاهيم الأساسية
- الأحداث المستقلة: وقوع أحدها لا يؤثر في احتمال الآخر.
- شرط الاستقلال: .
- الأحداث غير المستقلة: يؤثر وقوع أحدها في احتمال الآخر.
- الفرق عن التنافي: المتنافيان لا يقعان معًا، والمستقلان قد يقعان معًا.
ملخص الدرس
يكون الحدثان مستقلين إذا لم يؤثر وقوع أحدهما في احتمال الآخر، ويتحقق ذلك عندما يكون احتمال وقوعهما معًا حاصل ضرب احتماليهما. السحب مع الإرجاع يعطي أحداثًا مستقلة ودون الإرجاع يعطي أحداثًا غير مستقلة. ويختلف الاستقلال عن التنافي؛ فالمتنافيان لا يقعان معًا. ويُستفاد من الاستقلال في حساب احتمال «كلاهما» و«أحدهما على الأقل» و«أحدهما فقط».
أسئلة للتدريب
- اذكر موقفين من حياتك: أحدهما لحدثين مستقلين والآخر لحدثين غير مستقلين.
- إذا كان و وكان الحدثان مستقلين فأوجد و.
- إذا كان و و فهل الحدثان مستقلان؟
- لاعب يصيب الهدف باحتمال في كل محاولة، ما احتمال أن يصيبه في محاولتين متتاليتين؟ وفي إحداهما على الأقل؟
- لماذا لا يمكن لحدثين متنافيين احتمال كل منهما موجب أن يكونا مستقلين؟
- كيس فيه 4 بيضاء و6 سوداء، سُحبت كرتان على التوالي مع الإرجاع. ما احتمال أن تكونا سوداوين؟ وما احتمال ذلك دون إرجاع؟