Witaj
Każdorazowe sprawdzanie prognozy pogody, granie w kartę lub zastanawianie się, czy twoja toast zawsze upadnie plasterem na dole, to myślenie o wahaniach.
Wahania to gałąź matematyki, która ilościowo określa niepewność. Daje nam sposób pomiaru prawdopodobieństwa zdarzenia, od tego, jak prawdopodobne jest jego zaistnienie, po to, jak mało prawdopodobne.
Kasyna opierają się na nich. Prognozy pogody zależą od nich. Badania lekarskie żyją lub umierają z nimi. Firma ubezpieczeniowa ustala ceny swoich produktów, korzystając z nich.
W tej lekcji nauczysz się obliczać prawdopodobieństwa, wykrywać powszechne błędy w myśleniu probabilistycznym i zrozumieć, dlaczego dom zawsze wygrywa.
Pytanie Rozgrzewkowe
Przed rozpoczęciem sprawdźmy twoją intuicję.
Formuła
Formuła Prawdopodobieństwa
Prawdopodobieństwo mierzy, jak prawdopodobne jest zdarzenie, na skali od 0 (niemożliwe) do 1 (nieodwracalne).
Podstawowa formuła jest prosta:
P(zdarzenie) = korzystne wyjścia / łączne wyjścia
Niektóre przykłady:
- Rzut głową na monetę: 1 korzystny wynik / 2 łączne wyniki = 1/2 = 0,5 = 50%
- Rzucenie 6 na kości: 1 korzystny / 6 łączne = 1/6 ≈ 16,7%
- Wylosowanie asa z tali: 4 asy / 52 karty = 4/52 = 1/13 ≈ 7,7%
Kluczowe jest policzenie: ile sposobów może się zdarzyć to, ile jest możliwych możliwości?
Zadanie Praktyczne
Dajmy sobie szansę na przeprowadzenie klasycznego problemu.
Torba zawiera 3 czerwone kulki & 5 niebieskich kul. Wszystko, co musisz zrobić, to włożyć rękę i wylosować jedną kulę bez oglądania się.
I LUB
Kombinowanie Prawdopodobieństw
Czasami chcemy wiedzieć, jakie prawdopodobieństwo ma więcej niż jedno zdarzenie.
Są dwa główne przepisy:
I (obie zdarzenia mają miejsce): Mnożysz prawdopodobieństwa
- To działa, gdy zdarzenia są niezależne: jedno nie wpływa na drugie.
- Przykład: P(góra I góra) = 1/2 × 1/2 = 1/4
LUB (jeden z zdarzeń): Dodawasz prawdopodobieństwa
- To działa, gdy zdarzenia są wzajemnie wykluczające: nie mogą się zdarzyć jednocześnie.
- Przykład: P(rolowanie 1 LUB 2) = 1/6 + 1/6 = 2/6 = 1/3
Myśl o tym tak: I sprawia, że rzadko się zdarza (obie muszą się zdarzyć). LUB sprawia, że często się zdarza (wystarczy jedna z nich).
Zadanie Praktyczne
Oto problem z prawdopodobieństwem złożonym.
Rzucasz monetą i rzucając sześcianem na równych prawach.
Koło do Roulette nie ma pamięci
Upadek Zakładnika Gambler's
W 1913 roku w kasynie w Monte Carlo, piłka do gry w ruletę upadek 26 razy z rzędu na czerwony. Gracze pobiegli zakładać na czarny, przekonani, że jest 'na to'. Stracili miliony.
Ten błąd jest tak powszechny, że ma nazwę: fałszowanie hazardzisty.
Błąd polega na przekonaniu, że wyniki z przeszłości wpływają na przyszłe niezależne zdarzenia. Ale tura ruletki nie ma pamięci. Moneta nie ma pamięci. Kości nie mają pamięci.
Każda tura, rzut lub obrót to nowy początek z takimi samymi prawdopodobieństwami jak zawsze.
Dlaczego nasze mózgi popełniają ten błąd? Ponieważ ludzie są poszukiwaczami wzorców. Rozwinęliśmy zdolność do znajdywania wzorców: ale czasami znajdujemy wzorce, gdzie żaden nie istnieje.
Sprawdź swoją wiedzę
Oto scenariusz do przemyślenia.
Obserwujesz tura ruletki. Ignorując zielone 0 i 00, prawdopodobieństwo czerwonego na pojedynczej turze wynosi 50%. Tura kończyła się na czarnym 8 razy z rzędu.
Dlaczego Dom Zawsze Wygrywa
Wartość Oczekiwana
Wartość oczekiwana (EV) to średnia wyjściowa, którą uzyskasz, jeśli powtarzasz coś wielokrotnie, wiele, wiele razy.
Formuła to:
E(V) = (nagroda × prawdopodobieństwo wygranej) - koszt
Jeśli wartość oczekiwana jest pozytywna, zakład sprzyja Ci w czasie.
Jeśli wartość oczekiwana jest ujemna, zakład sprzyja domu w czasie.
To wyjaśnia, dlaczego kasyna są zysenna. Każde grę, które oferują, mają ujemną wartość oczekiwaną dla gracza. Jeden osoba może wygrać dużo, ale na tysiącach zakładów, matematyka zawsze sprzyja domu.
Problem z Loterią
Obliczmy wartość oczekiwaną biletu na loterię.
- Bilet kosztuje $2
- Szansa na wygraną to 1 na 1,000
- Nagroda wynosi $500
Prawdopodobieństwo w codziennym życiu
Prawdopodobieństwo wszędzie
Prawdopodobieństwo nie jest tylko dla kasyn i gier karcianych. Kształtuje decyzje w rzeczywistości każdego dnia.
Prognozy pogody: Kiedy prognoza mówi '70% szansa na deszcze', oznacza to, że w 100 podobnych sytuacjach deszcze padły około 70 razy. Nie oznacza to, że 70% obszaru otrzyma deszcze, czy że deszcze padną przez 70% dnia.
Analiza sportowa: Drużyny używają prawdopodobieństwa, aby zdecydować, czy podejmą się rzutu na własny teren w czwartym down, czy czyiąć bramkarza, czy też zrobią podanie. Rewolucja 'Moneyball' była rewolucją w dziedzinie prawdopodobieństwa.
Badania lekarskie: To jest miejsce, gdzie prawdopodobieństwo staje się naprawdę przeciwnowoczesne: & gdzie niezrozumienie tego może przynieść rzeczywisty szkodliwy skutek.
Problem z badaniem lekarskim
Zagadka fałszywego pozytywnego wyniku
To jest jedno z najbardziej znanych zadań w dziedzinie prawdopodobieństwa. Przeczytaj uważnie.
- Choroba dotyczy 1 na 1,000 osób w populacji.
- Test na tę chorobę ma 99% dokładność: oznacza to, że zdiagnozuje 99% chorych, a zdrowych osób zdiagnozuje 99% czasów.
- Przetwarzasz test i otrzymujesz pozytywny wynik.
Większość osób, w tym wielu lekarzy, się w tym myli.
Co Wyznałeś
Zakończenie
Przeszedłeś dużą odległość w tej lekcji:
- Podstawowe prawdopodobieństwo: P(zdarzenie) = korzystne / łączne
- Złożone zdarzenia: I OZNACZA MNOŻYĆ, A OZNACZA DODAWAĆ
- Upadek zakładnika: poprzednie wyniki nie wpływają na niezależne przyszłe zdarzenia
- Średnia wartość: średnia długoterminowa wynikająca z zakładu
- Podstawowe stany & fałszywe pozytywy: dlaczego pozytywny test nie zawsze oznacza, że jesteś chory
Prawdopodobieństwo jest jednym z najpraktyczniejszych gałęzi matematyki. Nie zrobi ci to szczęśliwym, ale pomoże ci podejmować lepsze decyzje.