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गणित · शब्दावली

सप्रतिबंध प्रायिकता क्या है?

परिभाषा 32.1 उच्च माध्यमिक गणित · अध्याय 32 — सप्रतिबंध प्रायिकता और स्वतंत्रता

मान लीजिए BB ऐसी घटना है जिसके लिए P(B)>0\P(B) > 0 है। BB दिए होने पर AA की प्रायिकता है

PB ⁣(A)=P(AB)P(B).\pcond{B}{A} = \frac{\P(A \cap B)}{\P(B)} .
दो-स्तरीय वृक्ष: पथ के अनुदिश गुणा कीजिए, और पत्तों पर जोड़िए। जैसे (A) पहले और तीसरे पत्ते की प्रायिकताओं का योग है।
दो-स्तरीय वृक्ष: पथ के अनुदिश गुणा कीजिए, और पत्तों पर जोड़िए। जैसे P(A)\P(A) पहले और तीसरे पत्ते की प्रायिकताओं का योग है।

उदाहरण

उदाहरण 32.6 (छानबीन परीक्षण)

कोई रोग समष्टि के 1%1\% को प्रभावित करता है। परीक्षण उसे प्रायिकता 0.990.99 से पकड़ लेता है (सुग्राहिता) और प्रायिकता 0.050.05 से मिथ्या धनात्मक देता है। धनात्मक परीक्षण मिलने पर सचमुच रोग होने की प्रायिकता है

0.01×0.990.01×0.99+0.99×0.05=0.00990.0099+0.0495=160.17.\frac{0.01 \times 0.99}{0.01\times0.99 + 0.99\times0.05} = \frac{0.0099}{0.0099 + 0.0495} = \frac{1}{6} \approx 0.17 .

इतने यथार्थ परीक्षण के बावजूद छह में से पाँच धनात्मक मिथ्या हैं — क्योंकि रोग विरला है। PA ⁣(B)\pcond{A}{B} को PB ⁣(A)\pcond{B}{A} समझ लेना ही अभियोजक की भ्रांति है।

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परिभाषा 21.10 विश्वविद्यालय गणित — स्नातक वर्ष 2 · अध्याय 21 — गणनीय समष्टियों पर प्रायिकता

P(B)>0\P(B) > 0 वाली घटनाओं A,BA, B के लिए BB दिए जाने पर AA की सप्रतिबंध प्रायिकता है

P(AB)=P(AB)P(B).\P(A \mid B) = \frac{\P(A \cap B)}{\P(B)} .

प्रतिचित्रण AP(AB)A \mapsto \P(A \mid B) स्वयं Ω\Omega पर कोई प्रायिकता माप है।

उदाहरण

उदाहरण 21.12 (प्रतिबंधन एकसमानता पैदा कर सकता है)

दो निष्पक्ष पासे फेंकिए और योग 77 होने पर प्रतिबंधित कीजिए: हर k[ ⁣[1,6] ⁣]k \in \intint16 के लिए

P{S=7} ⁣(X=k)=P(X=k, Y=7k)P(S=7)=1/366/36=16:\pcond{\{S = 7\}}{X = k} = \frac{\P(X = k,\ Y = 7 - k)}{\P(S = 7)} = \frac{1/36}{6/36} = \frac16 :

अर्थात् योग 77 दिया हो तो पहला पासा ठीक-ठीक एकसमान है — 77 ही वह अकेला योग है जो हर फलक के अनुकूल है, अतः प्रतिबंधन XX के विषय में सारी सूचना मिटा देता है। और कोई भी दूसरा योग नियम को तिरछा कर देता है (योग S=4S = 4 दिया हो तो पहला पासा केवल {1,2,3}\{1, 2, 3\} पर एकसमान है)। किसी सप्रतिबंध नियम का परिकलन प्रतिबंधन-घटना के अनुदिश संयुक्त भारों का पुनःसामान्यीकरण है, और कुछ नहीं।

उदाहरण 21.13 (दूसरी खींच पहली जितनी ही अच्छी है)

किसी कलश में 33 सफ़ेद और 22 काली गेंदें हैं; बिना प्रतिस्थापन दो खींचिए। सब मानते हैं कि P(W1)=35\P(W_1) = \frac35; तो P(W2)\P(W_2) क्या है? पहली खींच के अनुदिश पूर्ण प्रायिकता:

P(W2)=PW1 ⁣(W2)P(W1)+PB1 ⁣(W2)P(B1)=2435+3425=1220=35:\P(W_2) = \pcond{W_1}{W_2}\,\P(W_1) + \pcond{B_1}{W_2}\,\P(B_1) = \frac24\cdot\frac35 + \frac34\cdot\frac25 = \frac{12}{20} = \frac35 :

अर्थात् ठीक P(W1)\P(W_1)। किसी परिकलन की ज़रूरत नहीं थी: सममिति से हर गेंद के दूसरी खींची जाने की संभावना बराबर है, अतः दूसरी खींच का — बिना प्रतिबंधन के — वही नियम है जो पहली का। पहले परिणाम पर प्रतिबंधन संभावनाएँ बदल देता है; उसे न जानना नहीं बदलता। यह विनिमेयता तर्क अगले अध्याय में बिना प्रतिस्थापन प्रतिचयन के लिए लौटता है, जहाँ वह बिना किसी द्विपद सर्वसमिका के अतिज्यामितीय माध्य npnp दे देता है।

उदाहरण 21.15 (जन्मदिन का टकराव, शृंखला नियम से)

nn व्यक्तियों के जन्मदिन, जो स्वतंत्र हैं और 365365 दिनों पर एकसमान, लेकर मान लीजिए Dn=D_n = {}nn जन्मदिन सब अलग-अलग हैं” है। व्यक्ति दर व्यक्ति प्रतिबंधन (शृंखला नियम):

P(Dn)=k=1n1(1k365),\P(D_n) = \prod_{k=1}^{n-1}\Bigl(1 - \frac{k}{365}\Bigr),

जहाँ हर नए व्यक्ति को पहले से लिए गए kk दिनों से बचना पड़ता है। n=23n = 23 के लिए: P(D23)0.493\P(D_{23}) \approx 0.493 — अर्थात् साझा जन्मदिन पहले ही न होने से अधिक संभावित है। 2323 के छोटेपन को समझाने वाला अंतर्ज्ञान: लघुगणक लेने पर lnP(Dn)k<nk365=(n2)365-\ln \P(D_n) \approx \sum_{k<n}\frac k{365} = \frac{\binom n2}{365}, और (232)=253\binom{23}2 = 253 253/3650.693ln2253/365 \approx 0.693 \approx \ln 2 दे देता है। जो मायने रखता है वह युग्मों की संख्या है, जो वर्गिक रूप से बढ़ती है: टकराव की समस्याएँ मापक्रम n365n \sim \sqrt{365} पर जीती हैं, n365n \sim 365 पर नहीं — जन्मदिन का विरोधाभास भेस बदला हुआ वर्गमूल है।

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