В задаче по теории вероятностей бросают две честные монеты. Автор утверждает, что условная вероятность выпадения двух орлов при условии, что хотя бы одна орел, равна 1/3. Проанализируйте это утверждение и обсудите тонкости условной вероятности
Короткий ответ: утверждение верно при стандартной модели (две честные независимые монеты, все 4 исхода равновероятны) и при условии, что дано событие «хотя бы одна орёл» как просто множество исходов. Но важно, как именно была получена эта информация — от этого зависят числовые значения. Обоснование (стандартный случай). Пусть пространство исходов S={HH,HT,TH,TT}S=\{HH,HT,TH,TT\}S={HH,HT,TH,TT} с равными вероятностями 1/41/41/4. Обозначим A={хотя бы один орёл}={HH,HT,TH},B={оба орла}={HH}.
A=\{\text{хотя бы один орёл}\}=\{HH,HT,TH\},\qquad B=\{\text{оба орла}\}=\{HH\}. A={хотябыодинорёл}={HH,HT,TH},B={обаорла}={HH}.
Тогда P(B∣A)=P(B∩A)P(A)=P(HH)P(HH)+P(HT)+P(TH)=1/43/4=13.
P(B\mid A)=\frac{P(B\cap A)}{P(A)}=\frac{P(HH)}{P(HH)+P(HT)+P(TH)}=\frac{1/4}{3/4}=\frac{1}{3}. P(B∣A)=P(A)P(B∩A)=P(HH)+P(HT)+P(TH)P(HH)=3/41/4=31. Тонкости (почему иногда получается другое число). Условная вероятность зависит от того, что именно означает «дано» — от механизма получения информации (см. «параδοхма мальчика/девочки»): - Если сказано «первая монета — орёл», то пространство с учетом информации это {HH,HT}\{HH,HT\}{HH,HT} и P(B∣первая орёл)=P(HH)P(HH)+P(HT)=1/41/2=12.
P(B\mid\text{первая орёл})=\frac{P(HH)}{P(HH)+P(HT)}=\frac{1/4}{1/2}=\frac{1}{2}. P(B∣перваяорёл)=P(HH)+P(HT)P(HH)=1/21/4=21.
- Если кто‑то посмотрел обе монеты и просто объявил «хотя бы один орёл», без дополнительной привязки к монете, стандартно получают 1/31/31/3. - Различные протоколы сообщений (например, выбирать случайную монету и назвать её, или сообщать «есть орёл» только в некоторых случаях) меняют апостериорные вероятности. Вывод: число 1/31/31/3 правильно при обычной интерпретации «известно только, что по крайней мере одна монета — орёл» в равновероятной модели. Но для точного ответа всегда следует уточнить, как именно получена информация.
Обоснование (стандартный случай). Пусть пространство исходов S={HH,HT,TH,TT}S=\{HH,HT,TH,TT\}S={HH,HT,TH,TT} с равными вероятностями 1/41/41/4. Обозначим
A={хотя бы один орёл}={HH,HT,TH},B={оба орла}={HH}. A=\{\text{хотя бы один орёл}\}=\{HH,HT,TH\},\qquad B=\{\text{оба орла}\}=\{HH\}.
A={хотя бы один орёл}={HH,HT,TH},B={оба орла}={HH}. Тогда
P(B∣A)=P(B∩A)P(A)=P(HH)P(HH)+P(HT)+P(TH)=1/43/4=13. P(B\mid A)=\frac{P(B\cap A)}{P(A)}=\frac{P(HH)}{P(HH)+P(HT)+P(TH)}=\frac{1/4}{3/4}=\frac{1}{3}.
P(B∣A)=P(A)P(B∩A) =P(HH)+P(HT)+P(TH)P(HH) =3/41/4 =31 .
Тонкости (почему иногда получается другое число). Условная вероятность зависит от того, что именно означает «дано» — от механизма получения информации (см. «параδοхма мальчика/девочки»):
- Если сказано «первая монета — орёл», то пространство с учетом информации это {HH,HT}\{HH,HT\}{HH,HT} и
P(B∣первая орёл)=P(HH)P(HH)+P(HT)=1/41/2=12. P(B\mid\text{первая орёл})=\frac{P(HH)}{P(HH)+P(HT)}=\frac{1/4}{1/2}=\frac{1}{2}.
P(B∣первая орёл)=P(HH)+P(HT)P(HH) =1/21/4 =21 . - Если кто‑то посмотрел обе монеты и просто объявил «хотя бы один орёл», без дополнительной привязки к монете, стандартно получают 1/31/31/3.
- Различные протоколы сообщений (например, выбирать случайную монету и назвать её, или сообщать «есть орёл» только в некоторых случаях) меняют апостериорные вероятности.
Вывод: число 1/31/31/3 правильно при обычной интерпретации «известно только, что по крайней мере одна монета — орёл» в равновероятной модели. Но для точного ответа всегда следует уточнить, как именно получена информация.