ความน่าจะเป็น (Probability)

ความน่าจะเป็น ความน่าจะเป็น คือ ค่าที่ใช้ประเมินสถานการณ์ที่ยังไม่เกิดขึ้น โดยพิจารณาว่า เมื่อถึงเวลาเกิดเหตุการณ์แล้ว จะเกิดในลักษณะใด มีโอกาสที่จะเกิดมากน้อยเพียงใด การหาค่าความน่าจะเป็น จะต้องหาจากการทดลองสุ่มเท่านั้น แซมเปิลสเปซ (Sample Space ) แซมเปิลสเปซ คือเซตของเหตุการณ์ทั้งหมดจากการทดลอง (Universal Set) เช่น การโยนลูกเต๋าถ้าต้องการดูว่าหน้าอะไรจะขึ้นมาจะได้ S = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 } แซมเปิลพ้อยท์ (Sample Point) แซมเปิลพ้อยท์ (Sample Point) คือ สมาชิกของแซมเปิลสเปซ (Sample Space ) เช่น S = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 } จะได้แซมเปิลพ้อยท์คือ 1 ถึง 6 เหตุการณ์ (Event) เหตุการณ์ คือ เซตที่เป็นสับเซตของ Sample Space เป็นเหตุการณ์ที่เราสนใจ จากการทดลองสุ่ม การทดลองสุ่ม (Random Experiment) การทดลองสุ่มคือ การกระทำที่เราทราบว่าผลทั้งหมดที่อาจจะเกิดขึ้นมีอะไรบ้าง แต่ไม่สามารถบอกได้อย่างถูกต้องแน่นอนว่าจะเกิดผลอะไรจากผลทั้งหมดที่เป็นไปได้เหล่านั้น การหาค่าความน่าจะเป็น ให้ S เป็นแซมเปิลสเปซ ที่ซึ่ง มีเหตุการณ์ทั้งหมดที่เป็นไปได้คือ n(S) และ E เป็นเหตุการณ์ที่เราสนใจ ซึ่ง E ฬS ให้ P(E) เป็นค่าน่าจะเป็นที่จะเกิดโอกาส E

การทดลองสุ่ม คือการทดลองที่ผลลัพธ์อาจจะเกิดขึ้นได้แตกต่างกันหลายอย่าง
แต่เราไม่ทราบว่าผลลัพธ์ใดจะเกิดขึ้น

ตัวอย่างที่ 4.1
1. การโยนเหรียญขึ้นไปในอากาศ ถือว่าเป็นการทดลองสุ่ม เพราะเรายังไม่ทราบว่าเหรียญจะหงายหัวหรือก้อย

2. การทอดลูกเต๋าลงในถ้วย ถือว่าเป็นการทดลองสุ่ม เพราะเรายังไม่ทราบว่าลูกเต๋า
หงายหน้าอะไร

3. การหยิบไพ่หนึ่งใบจากไพ่สำรับหนึ่ง ถือว่าเป็นการทดลองสุ่ม เพราะเรายังไม่ทราบว่าจะได้ไพ่ใด
4. การวิ่งแข่งขัน ถือว่าเป็นการทดลองสุ่ม เพราะแต่ละคนมีโอกาสชนะแต่เราไม่ทราบว่าเป็นใคร

แซมเปิลสเปซ(Sample Space) คือเซตของผลลัพธ์ที่อาจจะเกิดขึ้นได้ทั้งหมดจากการทดลองสุ่ม และเป็นสิ่งที่เราสนใจ เรานิยมใช้สัญลักษณ์ S แทนแซมเปิลสเปซ จากความหมายของแซมเปิลสเปซ แสดงว่า ในการทดลองหรือการกระทำใด ๆ ก็ตาม ผลลัพธ์ที่มีโอกาสจะเกิดขึ้นได้ต้องเป็นสมาชิกในแซมเปิลสเปซทั้งสิ้น ตัวอย่างที่ 4.2การหาแซมเปิลสเปซในการโดยเหรียญ 1 เหรียญ ถ้าเราสนใจหน้าที่หงายขึ้น ผลลัพธ์ที่อาจจะเกิดขึ้นได้คือ หัว หรือ ก้อย ดังนั้นแซมเปิลสเปซที่ได้ คือ S={หัว, ก้อย} ตัวอย่างที่ 4.3 ในการทอดลูกเต๋า 1 ลูก ถ้าเราสนใจแต้ม ของลูกเต๋าที่หงายขึ้น ผลลัพธ์ที่อาจจะเกิดขึ้นได้คือ ลูกเต๋าขึ้นแต้ม 1 หรือ 2 หรือ 3 หรือ 4 หรือ 5 หรือ 6 ดังนั้นแซมเปิลสเปซที่ได้คือS = {1, 2,3,4,5,6} ตัวอย่างที่ 4.4จากการทดลองสุ่มโดยการทดลองทอดลูกเต๋า 2 ลูก 1. จงหาแซมเปิลสเปซของแต้มของลูกเต๋าที่หงายขึ้น 2. จงหาแซมเปิลสเปซของผลรวมของแต้มบนลูกเต๋า วิธีทำ 1. เนื่องจากโจทย์สนใจแต้มของลูกเต๋าที่หงายขึ้น ดังนั้นเราต้องเขียนแต้มของลูกเต๋าที่มีโอกาสที่จะหงายขึ้นมาทั้งหมด และเพื่อความสะดวกให้ (a,b) แทนผลลัพธ์ที่อาจจะเกิดขึ้น โดยที่ a แทนแต้มที่หงายขึ้นของลูกเต๋าลูกแรก b แทนแต้มที่หงายขึ้นของลูกเต๋าลูกที่สอง ดังนั้นแซมเปิลสเปซของการทดลองสุ่มคือ S={(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(1,6), (2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(2,5),(2,6), (3,1),(3,2),(3,3),(3,4),(3,5),(3,6), (4,1),(4,2),(4,3),(4,4),(4,5),(4,6), (5,1),(5,2),(5,3),(5,4),(5,5),(5,6), (6,1),(6,2),(6,3),(6,4),(6,5),(6,6)} 2.เนื่องจากโจทย์สนใจผลรวมของแต้มบนลูกเต๋า ดังนั้นเราต้องเขียนผลรวมของแต้มบนลูกเต๋าที่มีโอกาสเกิดขึ้นได้ทั้งหมด จะได้แซมเปิลสเปซของผลรวมของแต้มบนลูกเต๋าทั้ง 2 ลูก คือ {2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12} ตัวอย่างที่ 4.5ในกล่องใบหนึ่งมีลูกบอลสีแดง 2 ลูก สีขาว 1 ลูก ถ้าเราหยิบลูกบอลออกจากกล่องมา 1 ลูก โดยวิธีสุ่ม 1. จงหาแซมเปิลสเปซของสีของลูกบอลที่จะเกิดขึ้น 2. จงหาแซมเปิลสเปซของลูกบอลที่หยิบออกมาได้ วิธีทำ 1.เนื่องจากโจทย์สนใจสีของลูกบอลที่จะหยิบมาได้ ดังนั้นแซมเปิลสเปซของสีของลูกบอลที่หยิบได้คือ S={สีแดง,สีขาว} 2.เนื่องจากโจทย์สนใจลูกบอลที่จะหยิบมาได้ ซึ่งมีทั้งหมด 3 ลูก สมมติให้เป็น แดง1 แดง2 ขาว1 ดังนั้นแซมเปลิสเปซของลูกบอลที่หยิบออกมาคือ S = {แดง1,แดง2, ขาว1} เหตุการณ์(event) คือสับเซตของแซมเปิลสเปซ เรานิยมใช้ A, B, C, D, E, ... เป็นสัญลักษณ์แทน เหตุการณ์ ข้อควรสนใจ เนื่องจากเหตุการณ์เป็นสับเซตของแซมเปิลสเปซ ดังนั้น เซตว่าง ก็คือ เหตุการณ์ ๆ หนึ่ง เช่นเดียวกัน ตัวอย่างที่ 4.6 มีบัตรอยู่ 10 ใบซึ่งแต่ละใบมีหมายเลข 1,2,3,4, 5,6,7,8,9,10 ตามลำดับ สุ่มหยิบบัตรมา 2 ใบพร้อมกันจงหาเหตุการณ์ที่ผลรวมของหมายเลขบนบัตรทั้ง 2 ใบเป็นจำนวนคู่ วิธีทำ คำว่าสุ่มหยิบบัตรมา 2 ใบ หมายถึง หยิบโดยไม่ดู หรือไม่เห็นว่าแต่ละใบหมายเลขอะไร ซึ่งลักษณะการหยิบโดยสุ่มแบบนี้ เราถือว่าเป็นการทดลองสุ่มเพราะเราไม่ทราบผลลัพธ์ล่วงหน้า เนื่องจากโจทย์ต้องการให้หาผลรวมของหมายเลขบนบัตร ดังนั้นแซมเปิลสเปซก็ต้องประกอบด้วยสมาชิกที่เป็นผลรวมของหมายเลขบนบัตรทั้ง 2 ใบ ที่สามารถเกิดขึ้นได้ทั้งหมด นักเรียนจะพบว่าผลรวมของหมายเลขจะมีค่าน้อยที่สุดเมื่อได้บัตร หมายเลข 1 และ 2 ซึ่งผลรวมเท่ากับ 3 และผลรวมจะมีค่ามากที่สุดเมื่อได้บัตรหมายเลข 9 และ 10 ซึ่งผลรวมเท่ากับ 19 แสดงว่าแซมเปิลสเปซ S จะมีลักษณะดังนี้ S = {3, 4, 5, 6,…,17, 18, 19} สมมติให้ A เป็นเหตุการณ์ที่ผลรวมของหมายเลขบนบัตรทั้ง 2 ใบเป็นจำนวนคู่ A = {4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18} ตัวอย่างที่ 4.7 ถุงใบหนึ่งมีลูกบอลสีขาว 3 ลูก สีแดง 2 ลูก หยิบลูกบอลออกจากถุง 2 ลูก จงหา 1.แซมเปิลสเปซของสีของลูกบอล และเหตุการณ์ที่จะได้ลูกบอลสีขาว 2.แซมเปิลสเปซของลูกบอลที่หยิบมาได้ และเหตุการณ์ที่จะได้ลูกบอลเป็นสีขาว 1 ลูก สีแดง 1 ลูก วิธีทำ 1.เนื่องจากเราสนใจเกี่ยวกับสีของลูกบอล และลูกบอลมีอยู่สองสีคือสีขาวและสีแดง ดังนั้น แซมเปิลสเปซ S={ขาว, แดง} สมมติให้ B เป็นเหตุการณ์ที่จะได้ลูกบอลสีขาว ดังนั้น B = {ขาว} 2.เนื่องจากเราสนใจแซมเปิลสเปซของลูกบอลแต่ละลูกที่ถูกหยิบขึ้นมา ดังนั้นแซมเปิลสเปซ S คือ S={ข1ข2,ข1ข3,ข1ด1,ข1ด2,ข2ด3,ข2ด1,ข2ด2,ข3ด1,ข3ด2,ด1ด2} ให้ C เป็นเหตุการณ์ที่ผลลัพธ์เป็นลูกบอลสีขาว 1 ลูก และ สีแดง 1 ลูก ดังนั้น เหตุการณ์ C คือ C = {ข1ด1,ข1ด2,ข2ด1,ข2ด2,ข3ด1,ข3ด2} หมายเหตุ ข แทน ขาว และ ด แทน แดง ข้อควรสนใจ 1. เนื่องจากแซมเปิลสเปซ S เป็นเซตของผลลัพธ์ที่อาจจะเกิดขึ้นได้ทั้งหมด จากการทดลองสุ่ม ดังนั้น ถ้าเปรียบเทียบกับเรื่องเซตแล้ว แซมเปิลสเปซ S คือ เอกภพสัมพัทธ์ นั่นเอง 2. เนื่องจากเหตุการณ์เป็นสับเซตของแซมเปิลสเปซ S ดังนั้น ถ้าเปรียบกับเรื่องเซตแล้ว เหตุการณ์ ก็คือ เซต A, B, C, ... ซึ่งทุกเซตต่างก็เป็นสับเซตของเอกภพสัมพัทธ์นั้นเอง 3. เราสามารถใช้ความรู้เรื่องเซตมาช่วยในการพิจารณาเกี่ยวกับลักษณะของ เหตุการณ์ต่าง ๆ ได้ดังนี้ ให้ E1 และ E2 เป็นเหตุการณ์ 2 เหตุการณ์ E1U E2= หมายถึงเหตุการณ์ที่อยู่ใน E1หรือใน E2 E1 E2หมายถึง เหตุการณ์ที่ประกอบด้วยผลลัพธ์ที่อยู่ใน E1 และอยู่ใน E2 E1-E2หมายถึง เหตุการณ์ที่ประกอบด้วยผลลัพธ์ ที่อยู่ใน E1 แต่ไม่อยู่ใน E2 E1' หมายถึง เหตุการณ์ที่ผลลัพธ์อยู่ในแซมเปิลสเปซ S แต่ไม่อยู่ใน E1 ตัวอย่างที่ 4.3ในการทอดลูกเต๋า 1 ลูก ถ้าเราสนใจแต้ม ของลูกเต๋าที่หงายขึ้น ผลลัพธ์ที่อาจจะเกิดขึ้นได้คือ ลูกเต๋าขึ้นแต้ม 1 หรือ 2 หรือ 3 หรือ 4 หรือ 5 หรือ 6 ดังนั้นแซมเปิลสเปซที่ได้คือS = {1, 2,3,4,5,6}

http://wiki.stjohn.ac.th/groups/poly_ordinarycourse/wiki/4c560/_12_.html

วันที่ 30 เดือนสิงหาคม พ.ศ.2556