Pravdepodobnosť

Pravdepodobnosť = Počet relevantných prípadov/Počet všetkých možných prípadov. Inými slovami: Podiel počtu situácií, v ktorých sa stane to čo nás zaujíma, na súčte počtu situácií, v ktorých sa stane to čo nás zaujíma, a počtu situácií, v ktorých sa nestane to čo nás zaujíma.

Otázka: „Aká je pravdepodobnosť, že konkrétneho človeka v Bratislave v daný deň zrazí auto?“ (inými slovami: „Aký je očakávaný podiel počtu zrazených ľudí (za deň) na všetkých ľuďoch prítomných v Bratislave?“)

Riešenie:

Počet relevantných = počet zrazených ľudí v Bratislave za deň (napríklad priemer podľa historických záznamov polície, čísla pozri b) = 97,25

Počet všetkých možných prípadov = počet ľudí prítomných v Bratislave (napríklad priemerný počet obyvateľov + počet turistov + počet ľudí dochádzajúcich za prácou podľa historických záznamov, čísla pozri b) = 507 250

Výsledok:

P = 97,25 / 507250 = 0,000192 (čiže 0.0192%)

Táto definícia je vlastne len akési upresnenie klasickej definície.

Pravdepodobnosť = číslo (presnejšia limita), ku ktorému sa pri mnohonásobnom opakovaní „pokusu“ blíži relatívna frekvencia javu (t. j. pomer počet relevantných prípadov / počet všetkých možných prípadov)

Otázka: „Aká je pravdepodobnosť, že v Bratislave za deň niekoho zrazí auto?“

Riešenie: Urobíme nasledujúci „výpočet“ (v ideálnom prípade pre veľmi veľa dní) so zadanými údajmi o počte havárií a Bratislavčanov:

Výsledok:

Teraz by sme mali teoreticky podľa tejto tabuľky vypočítať (alebo nakresliť graf „relatívna frekvencia -- počet ľudí v Bratislave“ a v ňom nájsť) číslo, ku ktorému sa blíži relatívna frekvencia.

Zjednodušene sa však väčšinou jednoducho počíta tzv. priemerná relatívna frekvencia, čiže:

P = (85 + 96 + 105 + 103) / (490000 + 510000 + 530000 + 499000) = 0,000192 (čiže 0,0192%)

K číslu 0,0192 % by sme dospeli, aj keby sme počítali P = priemer počtu zrazených ľudí / priemer počtu ľudí v Bratislave, a to je vlastne klasická definícia pravdepodobnosti.

Táto definícia hovorí, že pravdepodobnosť je číslo medzi 0 a 1, ktoré je mierou nášho presvedčenia o realizácii nejakého javu alebo presvedčenia o pravdivosti nejakého tvrdenia. Pod realizáciou javu tu môžeme mať na mysli napríklad výhru domácich vo futbale, pod pravdivosťou nejakého tvrdenia zase pravdepodobnosť, že hmotnosť Saturnu sa nachádza v nejakom dopredu zvolenom intervale. Zvlášť druhá spomínaná možnosť je pri fyzikálnom výskum častá (experimentálne hľadáme hodnoty rôznych konštánt, hmotnosti elementárnych častíc, atď.), no z frekvencionistického pohľadu nemá žiadny zmysel. So Saturnom totiž nemôžeme urobiť viac pokusov - jeho hmotnosť je daná a v danom intervale buď leží alebo neleží - problém je iba v tom, že my nepoznáme odpoveď.

Pravdepodobnosť ${\displaystyle P(A)}$ náhodnej udalosti ${\displaystyle A}$ je v tomto prípade reálna funkcia, ktorá každej náhodnej udalosti ${\displaystyle A}$ priradí určité reálne číslo ${\displaystyle P(A)}$, pričom platia tieto axiómy:

• ${\displaystyle P(A)\geq 0}$
• ${\displaystyle P(\Omega )=1}$, ak ${\displaystyle \Omega }$ je istá udalosť
• Nech ${\displaystyle A_{1},A_{2},...,A_{n},...}$ je postupnosť disjunktných náhodných udalostí (t.j. takých, že žiadne dve z nich nemôžu nastať súčasne). Potom pravdepodobnosť, že aspoň jedna z nich pri náhodnom pokuse nastane, sa rovná súčtu ich pravdepodobností:

${\displaystyle P(A_{1}\cup A_{2}\cup ...\cup A_{n}\cup ...)=P(A_{1})+P(A_{2})+...+P(A_{n})+...}$

Pravdepodobnosť je tu definovaná pomocou niekoľkých axióm ako objektívna vlastnosť náhodnej udalosti. Táto definícia však nedáva jednoznačný návod na jej výpočet.