Esimerkki 1.
Heitetään
kahta noppaa ja tutkitaan silmälukujen summan todennäköisyysjakaumaa,
eli määrätään todennäköisyydet P(X=2),
P(X=3), P(X=4),...,P(X=12), missä X on satunnaismuuttuja, joka ilmaisee
noppien silmäluvun summan.
Nopat ovat erillisiä
ja toisistaan riippumattomia, joten voidaan nimetä toinen noppa 1.
nopaksi ja toinen noppa 2. nopaksi. Noppien silmäluvuista ja niiden
summasta voidaan esittää taulukko, jossa vaakasuoraan esitetään
1. nopan tulos ja pystysuoraan 2. nopan tulos sekä ruudukon sisällä
on silmälukujen summa.
Taulukossa on esitetty
kaikki mahdolliset tulokset eli alkeistapausavaruus.

Kaikki silmälukuparit ovat
yhtä todennäköisiä. Huomaa, että esimerkiksi pari
{5,6} voidaan saada kahdella tavalla: 1. noppa on 5 ja 2. noppa on 6 sekä
1. noppa on 6 ja 2. noppa on 5, kun taas samat numerot voidaan saada vain
yhdellä tavalla: esimerkiksi pari {5,5} voidaan saada vain siten,
että 1. noppa on 5 ja 2. noppa on 5.
Symmetrisyyden perusteella
saadaan määriteltyä nopanheiton silmäluvun todennäköisyysjakauma
klassisen todennäköisyyden avulla: lasketaan suotuisten vaihtoehtojen
määrä ja jaetaan se kaikkien vaihtoehtojen määrällä.
Kaikkaan ruutuja taulukossa on 6*6 = 36, joka on kaikkien vaihtoehtojen
määrä.
Todennäköisyysjakauma
voidaan esittää myös vaakasuorana taulukkona.

Kertymäfunktio samasta
jakaumasta saadaan summaamalla tiheysfuntion pistetodennäköisyyksiä,
eli kaavalla
Kertymäfunktio
Todennäköisyysjakauman
odotusarvo.

Tämä on tulkittavissa
siten, että toistettaessa noppaparin heittoa, saadaan silmälukujen
summan keskiarvoksi 7.
Esimerkkejä kuinka
tiheys- ja kertymäfunktiota voidaan käyttää apuna todennäköisyyslaskuissa:
a) Millä
todennäköisyydellä silmälukujen summa on 6, 7 tai 8
?
f(6) + f(7) + f(8) = 5/36
+ 6/36 + 5/36 = 16/36
tai P(5 < X < 9) =
F(8) - F(5) = 26/36 - 10/36 = 16/36
b) Mitä silmälukua
pienempiä on 1/3 tuloksista ?
Kun lasketaan kertymäfunktiosta
murtoluvut likiarvoiksi saadaan
F(5) = 10/36 = 0.278 ja
F(6) = 15/36 = 0.417. Kolmasosa 1/3 = 0.333.
Vastaukseksi saadaan, että
1/3 jakaumasta on alle 7.
|