Lanciamo una moneta equa 10 volte. Qual è la probabilità che testa venga più frequentemente di croce?
Uso la variabile casuale N a valori in {0,1,2,…,10} per rappresentare il numero di teste uscite in 10 lanci.
Devo calcolare
Poiché la moneta è equa, Pr(N<5) = Pr(N>5).
Quindi Pr(N>5) =
[ infatti Pr(N>5)+Pr(N<5)+Pr(N=5) = 1 ]
Dobbiamo, dunque, calcolare Pr(N=5).
Pr(N=5) = C(10,5)·2-10 = 10/5·9/4·8/3·7/2·6/1·2-10 = 9·4·7·2-10 =
63/2^8 = 24.6%,
quindi:
Pr(N>5) = (1– 63/2^8)/2 = 37.7%.
Per i calcoli potevo usare questa calcolatrice:
Se voglio esprimere il valore sotto forma di frazione posso ricorrere a
WolframAlpha. Se introduco:
(1-252*pow(2,-10))*100/2 ottengo
4825/128 = 37 + 89/128
Per altri commenti: Leggi di distribuzione (discrete) neGli Oggetti Matematici.
Puoi controllare i calcoli sperimentalmente. Puoi andare qui: http://macosa.dima.unige.it/js/js.htm (puoi vedere anche qui), cliccare "macosa.dima.unige.it/js.com" e mettere nella finestra in alto quanto segue (per 10 volte in M metto a caso 0 o 1, sommo i valori M e controllo se il risultato è maggiore di 5):
<pre><script> with(Math) { n=1e4; x=0; for(i=0; i<n; i=i+1) {t=0; for(j=1;j<=10;j=j+1) {M=floor(random()*2);t=t+M}; s=0; if(t>5) s=1; x=x+s} document.writeln ("n=",n," fr = ", x/n*100,"%") n=n*10; x=0; for(i=0; i<n; i=i+1) {t=0; for(j=1;j<=10;j=j+1) {M=floor(random()*2);t=t+M}; s=0; if(t>5) s=1; x=x+s} document.writeln ("n=",n," fr = ", x/n*100,"%") } </script></pre>
Ottengo:
n=10000 fr = 37.67% n=100000 fr = 37.714%
Proseguendo con valori maggiori di "n" posso ottenere:
n=1000000 fr = 37.6946% n=10000000 fr = 37.69125%
Il valore trovato (arrotondando, 37.7%) conferma il ragionamento teorico.
Posso controllare i calcoli sperimentalmente anche impiegando questo script in cui modifico TruthValue nel modo seguente.
function TruthValue() { with(Math) { var C = new Array(10); S = 0 for(i=1; i <= 10; i++) { C[i]=floor(random()*2); S = S+C[i] } V=0; if(S>5) {V=1} }} n=6400000 37.7053125% +/- 0.057472234106666936% n=3200000 37.7169375% +/- 0.08128296252042505% n=1600000 37.7216875% +/- 0.11495434037551461% n=800000 37.764625% +/- 0.16260645293292836% n=400000 37.696% +/- 0.22987799535782427% n=200000 37.7225% +/- 0.32514206634264736% n=100000 37.789% +/- 0.4599808136580148%Ho ottenuto (37.7±0.1)% a conferma del ragionamento teorico. # Conferma sperimentale (con R): # Genero 10 cifre scelte tra 1 e 2 e conteggio se i 2 sono più di 5 n <- 0; tot <- 1e5 for(i in 1:tot) { lanci <- sample(1:2,10,replace=TRUE); if ( length( subset(lanci,lanci>1)) > 5) n <- n+1} n/tot # 0.37699 # # Alternativa (vedi qui) source("http://macosa.dima.unige.it/r.R") Pr = function(n) {f = 0; for (i in 1:n) f = f + ifelse(Event(),1,0); fr = f/n; S = sqrt(fr*(1-fr)/(n-1)); cat(fr, "+/-", 3*S,'\n') } Event = function() {lanci = RUNIF(10, 0,1); ifelse(sum(lanci)>5,1,0)} Pr(1e5) # 0.37786 +/- 0.004599736 Pr(1e6) # 0.377404 +/- 0.001454213 |