טבלת הסתברות

📊 טבלת הסתברות

איך בונים, ממלאים וקוראים מטבלת הסתברות

🎯 מה זה טבלת הסתברות?

טבלת הסתברות היא כלי שמציג את כל ההסתברויות של שני מאורעות בצורה מסודרת.

הטבלה עוזרת לנו:

  • לראות את כל האפשרויות במבט אחד
  • לחשב הסתברויות מותנות בקלות
  • לבדוק אם מאורעות בלתי תלויים

📐 מבנה הטבלה

  \(B\) \(\bar{B}\) (לא B) סה"כ שורה
\(A\) \(P(A \cap B)\) \(P(A \cap \bar{B})\) \(P(A)\)
\(\bar{A}\) (לא A) \(P(\bar{A} \cap B)\) \(P(\bar{A} \cap \bar{B})\) \(P(\bar{A})\)
סה"כ עמודה \(P(B)\) \(P(\bar{B})\) 1

✅ כללי הטבלה

1️⃣ סכום שורה

סכום כל תא בשורה = הסתברות השורה

\(P(A \cap B) + P(A \cap \bar{B}) = P(A)\)

2️⃣ סכום עמודה

סכום כל תא בעמודה = הסתברות העמודה

\(P(A \cap B) + P(\bar{A} \cap B) = P(B)\)

3️⃣ סכום כללי

סכום כל 4 התאים הפנימיים = 1

סכום עמודת/שורת סה"כ = 1

4️⃣ משלים

\(P(A) + P(\bar{A}) = 1\)

\(P(B) + P(\bar{B}) = 1\)

✏️ דוגמה 1: מילוי טבלה מנתונים

נתון:

  • 40% מהתלמידים לומדים מתמטיקה (M)
  • 50% לומדים פיזיקה (P)
  • 20% לומדים גם מתמטיקה וגם פיזיקה

שלב 1: נרשום את מה שידוע

  P לא P סה"כ
M 0.20 ? 0.40
לא M ? ? ?
סה"כ 0.50 ? 1

שלב 2: נשלים את החסר

\(P(M \cap \bar{P}) = P(M) - P(M \cap P) = 0.40 - 0.20 = 0.20\)

\(P(\bar{M} \cap P) = P(P) - P(M \cap P) = 0.50 - 0.20 = 0.30\)

\(P(\bar{P}) = 1 - P(P) = 1 - 0.50 = 0.50\)

\(P(\bar{M}) = 1 - P(M) = 1 - 0.40 = 0.60\)

\(P(\bar{M} \cap \bar{P}) = P(\bar{M}) - P(\bar{M} \cap P) = 0.60 - 0.30 = 0.30\)

שלב 3: הטבלה המלאה

  P לא P סה"כ
M 0.20 0.20 0.40
לא M 0.30 0.30 0.60
סה"כ 0.50 0.50 1

בדיקה: \(0.20 + 0.20 + 0.30 + 0.30 = 1\)

🔍 קריאת מידע מהטבלה

מהטבלה שמילאנו, נענה על שאלות:

שאלה 1: מה ההסתברות שתלמיד לומד מתמטיקה או פיזיקה (או שניהם)?

\(P(M \cup P) = P(M) + P(P) - P(M \cap P) = 0.40 + 0.50 - 0.20 = 0.70\)

או: סכום כל התאים חוץ מ-\(P(\bar{M} \cap \bar{P})\): \(1 - 0.30 = 0.70\)

שאלה 2: מה ההסתברות שתלמיד לומד רק מתמטיקה (ולא פיזיקה)?

\(P(M \cap \bar{P}) = 0.20\) (קוראים ישירות מהטבלה)

שאלה 3: מה ההסתברות שתלמיד לא לומד אף אחד מהמקצועות?

\(P(\bar{M} \cap \bar{P}) = 0.30\) (קוראים ישירות מהטבלה)

🎯 הסתברות מותנית מהטבלה

\(P(A|B) = \frac{P(A \cap B)}{P(B)} = \frac{\text{התא המשותף}}{\text{סה"כ העמודה/שורה של התנאי}}\)

שאלה 4: מה ההסתברות שתלמיד לומד מתמטיקה, בהינתן שהוא לומד פיזיקה?

\(P(M|P) = \frac{P(M \cap P)}{P(P)} = \frac{0.20}{0.50} = \frac{2}{5} = 0.40\)

שאלה 5: מה ההסתברות שתלמיד לומד פיזיקה, בהינתן שהוא לומד מתמטיקה?

\(P(P|M) = \frac{P(M \cap P)}{P(M)} = \frac{0.20}{0.40} = \frac{1}{2} = 0.50\)

שאלה 6: מה ההסתברות שתלמיד לא לומד פיזיקה, בהינתן שהוא לא לומד מתמטיקה?

\(P(\bar{P}|\bar{M}) = \frac{P(\bar{M} \cap \bar{P})}{P(\bar{M})} = \frac{0.30}{0.60} = \frac{1}{2} = 0.50\)

🔗 בדיקת אי-תלות מהטבלה

מאורעות בלתי תלויים אם:

\(P(A \cap B) = P(A) \cdot P(B)\)

בדיקה בדוגמה שלנו:

\(P(M) \cdot P(P) = 0.40 \times 0.50 = 0.20\)

\(P(M \cap P) = 0.20\)

מכיוון ש- \(0.20 = 0.20\) ✓ → המאורעות בלתי תלויים!

💡 דרך נוספת לבדיקה:

אם \(P(A|B) = P(A)\) → בלתי תלויים

בדוגמה: \(P(M|P) = 0.40 = P(M)\)

✏️ דוגמה 2: טבלה עם מספרים (לא הסתברויות)

נתון: בכיתה 30 תלמידים. 18 בנות, 12 בנים. 20 עוברים משקפיים - מתוכם 14 בנות.

טבלת המספרים:

  משקפיים בלי משקפיים סה"כ
בנות 14 4 18
בנים 6 6 12
סה"כ 20 10 30

חישובים:

הסתברות שתלמיד אקראי הוא בת עם משקפיים:

\(P(\text{בת} \cap \text{משקפיים}) = \frac{14}{30} = \frac{7}{15}\)

הסתברות שתלמיד עם משקפיים הוא בן (מותנית):

\(P(\text{בן}|\text{משקפיים}) = \frac{6}{20} = \frac{3}{10}\)

(6 בנים עם משקפיים מתוך 20 עם משקפיים)

הסתברות שבת אקראית מרכיבה משקפיים:

\(P(\text{משקפיים}|\text{בת}) = \frac{14}{18} = \frac{7}{9}\)

(14 בנות עם משקפיים מתוך 18 בנות)

💡 טיפים למבחן

1️⃣ תמיד לצייר טבלה

גם אם לא ביקשו - זה עוזר לארגן את הנתונים

2️⃣ להתחיל מהידוע

למלא קודם את מה שנתון, ואז להשלים בחיסורים

3️⃣ לבדוק סכומים

שורות ועמודות מסתכמות לסה"כ, והכל מסתכם ל-1

4️⃣ מותנית = לחלק

התא המבוקש חלקי סה"כ של התנאי

📝 סיכום

סכום שורה = \(P(A)\)  |  סכום עמודה = \(P(B)\)  |  סכום הכל = 1

\(P(A|B) = \frac{P(A \cap B)}{P(B)} = \frac{\text{התא}}{\text{סה"כ התנאי}}\)

בלתי תלויים: \(P(A \cap B) = P(A) \cdot P(B)\)