گاما رو نصب کن!

{{ number }}
اعلان ها
اعلان جدیدی وجود ندارد!
کاربر جدید

جستجو

پربازدیدها: #{{ tag.title }}

میتونی لایو بذاری!

آزمایش تصادفی: آزمایشی که نتایج آن به‌طور تصادفی رخ می‌دهد.

بروزرسانی شده در: 13:17 1404/08/5 مشاهده: 8     دسته بندی: کپسول آموزشی

آزمایش تصادفی: وقتی نتیجه از قبل معلوم نیست!

کشف دنیای شانس و احتمالات با مثال‌های ساده و روزمره
در این مقاله با مفهوم جذاب آزمایش تصادفی۱ آشنا می‌شویم. خواهیم دید که چگونه شانس۲ و احتمال۳ در اتفاقات ساده‌ای مثل پرتاب سکه یا چرخاندن چرخ‌فلک نقش بازی می‌کنند. با بررسی فضای نمونه۴ و ذکر مثال‌های ملموس از زندگی، درک این موضوع برای همه آسان خواهد شد.

آزمایش تصادفی چیست؟

یک آزمایش تصادفی، کاری است که می‌توانیم بارها و بارها انجام دهیم، اما نتیجه آن از قبل قطعی نیست. وقتی آزمایشی تصادفی است، ما دقیقاً نمی‌دانیم در هر بار انجام آن چه اتفاقی خواهد افتاد، اما می‌دانیم که چه نتایجی احتمال دارد رخ دهد.

مثلاً، فکر کنید می‌خواهید یک تاس معمولی را پرتاب کنید. شما می‌دانید که عددی بین 1 تا 6 خواهد آمد، اما نمی‌دانید در پرتاب بعدی کدام عدد مشخص می‌شود. این یک آزمایش تصادفی کامل است!

فرمول ساده: اگر آزمایشی را n بار تکرار کنیم و تعداد دفعاتی که نتیجه A رخ می‌دهد را k بنامیم، آنگاه احتمال رخداد A تقریباً برابر است با: $ \frac{k}{n} $

انواع رویدادها در یک آزمایش

در هر آزمایش تصادفی، با انواع مختلفی از رویدادها سر و کار داریم. این رویدادها را می‌توان به شکل زیر دسته‌بندی کرد:

نام رویداد توضیح مثال (پرتاب تاس)
رویداد ساده یک نتیجهٔ واحد و خاص از آزمایش آمدن عدد 3
رویداد قطعی رویدادی که حتماً رخ می‌دهد آمدن عددی بین 1 و 6
رویداد غیرممکن رویدادی که هیچ وقت رخ نمی‌دهد آمدن عدد 7

آزمایش‌های تصادفی در زندگی روزمره

شما هر روز و در بازی‌های مختلف، در حال انجام آزمایش‌های تصادفی هستید، بدون اینکه حتی بدانید! در این بخش با چند مثال آشنا می‌شویم.

یکی از ساده‌ترین مثال‌ها، پرتاب یک سکه است. وقتی سکه را به هوا پرتاب می‌کنید، تنها دو نتیجه ممکن است رخ دهد: رو یا پشت. شما نمی‌دانید نتیجه کدام خواهد بود، پس این یک آزمایش تصادفی است. فضای نمونه آن فقط دو عضو دارد.

یک مثال دیگر، بازی سنگ، کاغذ، قیچی است. وقتی شما و دوستتان همزمان دست خود را نشان می‌دهید، نتیجه بازی به انتخاب هر دوی شما بستگی دارد. از قبل نمی‌دانید چه کسی برنده می‌شود، بنابراین این هم یک آزمایش تصادفی است.

حتی کاری مثل برداشتن یک مهره از داخل یک کیسه پر از مهره‌های رنگی بدون نگاه کردن، یک آزمایش تصادفی است. شما می‌دانید که مهره‌ای که بیرون می‌آید رنگی است، اما رنگ دقیق آن را نمی‌دانید.

اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم

سؤال: اگر سه بار پشت سر هم با تاس، عدد 6 بیاید، آیا دفعه چهارم حتماً عدد دیگری خواهد آمد؟
پاسخ: خیر. تاس حافظه ندارد! در هر پرتاب جدید، احتمال آمدن هر یک از اعداد 1 تا 6 دقیقاً برابر است. نتایج قبلی روی نتیجه جدید تأثیری نمی‌گذارند.
سؤال: آیا هر آزمایشی که نتیجه آن نامعلوم باشد، تصادفی است؟
پاسخ: نه لزوماً. برای اینکه آزمایشی تصادفی باشد، باید دو شرط اصلی داشته باشد: اولاً مجموعه تمام نتایج ممکن (فضای نمونه) از قبل مشخص باشد. ثانیاً در هر بار انجام، هیچ کنترلی روی نتیجه خاصی نداشته باشیم. مثلاً نتیجهٔ یک مسابقه فوتبال برای ما نامعلوم است، اما چون بازیکنان با مهارت و برنامه بازی می‌کنند، یک آزمایش تصادفی خالص محسوب نمی‌شود.
سؤال: تفاوت شانس و احتمال چیست؟
پاسخ:شانس بیشتر یک مفهوم کیفی و غیردقیق است و به احساس ما از رخ دادن یک رویداد اشاره دارد (مثلاً می‌گوییم "شانس تو برای برنده شدن زیاد است"). اما احتمال یک مقدار عددی بین 0 (غیرممکن) و 1 (قطعی) است که با محاسبه به دست می‌آید. مثلاً احتمال رو آمدن سکه $ \frac{1}{2} $ است.
جمع‌بندی: آزمایش تصادفی، هستهٔ اصلی علم احتمال است. ما در این مقاله یاد گرفتیم که چنین آزمایشی نتیجه‌ای غیرقطعی اما قابل پیش‌بینی در قالب احتمالات دارد. با مثال‌های ساده‌ای مانند پرتاب سکه و تاس، فهمیدیم که چگونه می‌توان فضای نمونه را تعریف کرد و با انواع رویدادها کار کرد. به خاطر داشته باشید که درک این مفاهیم پایه، کلید حل مسائل جالب‌تر در آینده است!

پاورقی

۱آزمایش تصادفی (Random Experiment): آزمایشی که بتوان آن را در شرایط یکسان بارها تکرار کرد، نتیجه‌اش از قبل معلوم نباشد، اما مجموعه تمام نتایج ممکن مشخص باشد.

۲شانس (Chance): یک مفهوم عمومی که به امکان رخ دادن یک رویداد اشاره دارد.

۳احتمال (Probability): مقدار عددی که نشان می‌دهد یک رویداد چقدر احتمال رخ دادن دارد. این عدد بین صفر (غیرممکن) و یک (قطعی) است.

۴فضای نمونه (Sample Space): مجموعه تمام نتایج ممکن برای یک آزمایش تصادفی. برای مثال، فضای نمونه پرتاب تاس، اعداد {1, 2, 3, 4, 5, 6} است.

آزمایش تصادفی احتمال شانس فضای نمونه رویداد