Soru

Zorluk: Çok zorOlasılık Fonksiyonu ve Aksiyomları

Bir (Ω,F,P)(\Omega, \mathcal{F}, P) olasılık uzayında, (An)n=1∞(A_n)_{n=1}^{\infty} azalan bir olaylar dizisini (A1⊃A2⊃A3…A_1 \supset A_2 \supset A_3 \dots) göstermektedir.

Her n≥1n \geq 1 için, AnA_n olayının olasılığı P(An)=3n+28n+1P(A_n) = \frac{3n+2}{8n+1} olarak verilmiştir.

B=⋂n=1∞AnB = \bigcap_{n=1}^{\infty} A_n olmak üzere; BB olayı ile örnek uzaydaki başka bir CC olayı için aşağıdaki olasılıklar bilinmektedir:
- P(B∪C)=56P(B \cup C) = \frac{5}{6}
- P(B∩C)=18P(B \cap C) = \frac{1}{8}

Buna göre, BB olayının gerçekleşmediği bilindiğine göre CC olayının gerçekleşme olasılığı kaçtır?

  1. A
    13\frac{1}{3}
  2. B
    1124\frac{11}{24}
  3. C
    712\frac{7}{12}
  4. 1115\frac{11}{15}Cevap
  5. E
    1114\frac{11}{14}

Cevap

İstenen olasılık değeri 1115\frac{11}{15}'tir.
Soruda iki temel olasılık teorisi prensibi sınanmaktadır. İlk olarak, azalan bir dizinin sonsuz kesişiminin olasılığı, dizinin olasılıklarının limitine eşittir (Süreklilik aksiyomu). Buradan P(B)=lim⁡n→∞3n+28n+1=38P(B) = \lim_{n \to \infty} \frac{3n+2}{8n+1} = \frac{3}{8} bulunur. İkinci adımda, 'B'nin gerçekleşmediği bilindiğine göre C'nin gerçekleşme olasılığı' olan P(C∣Bc)P(C | B^c) istenmektedir. Bunun için P(C∩Bc)P(C \cap B^c) değeri, P(B∪C)=P(B)+P(C∩Bc)P(B \cup C) = P(B) + P(C \cap B^c) ayrık birleşim özelliği ile 56−38=1124\frac{5}{6} - \frac{3}{8} = \frac{11}{24} olarak hesaplanır. Son olarak koşullu olasılık denkleminde bu değer P(Bc)=58P(B^c) = \frac{5}{8} ile oranlanır ve 11/245/8=1115\frac{11/24}{5/8} = \frac{11}{15} sonucuna ulaşılır.

Adım Adım Çözüm

1
Olasılığın süreklilik aksiyomunu kullanarak B olayının olasılığını hesaplamak
P(B)=38P(B) = \frac{3}{8}
AnA_n azalan bir olaylar dizisi olduğundan, BB kümesi bu dizinin sonsuz kesişimidir. Olasılık fonksiyonunun süreklilik aksiyomu gereği P(B)=lim⁡n→∞P(An)P(B) = \lim_{n \to \infty} P(A_n) olur. lim⁡n→∞3n+28n+1=38\lim_{n \to \infty} \frac{3n+2}{8n+1} = \frac{3}{8} olarak bulunur.
2
Koşullu olasılık için pay kısmında gerekli olan kesişim (C∩BcC \cap B^c) olasılığını bulmak
P(C∩Bc)=1124P(C \cap B^c) = \frac{11}{24}
Olasılık aksiyomlarından türetilen kümelerin ayrık birleşimi kuralı gereği P(B∪C)=P(B)+P(C∩Bc)P(B \cup C) = P(B) + P(C \cap B^c) formülü geçerlidir. Bu denklemde değerler yerine konduğunda 56=38+P(C∩Bc)  ⟹  P(C∩Bc)=2024−924=1124\frac{5}{6} = \frac{3}{8} + P(C \cap B^c) \implies P(C \cap B^c) = \frac{20}{24} - \frac{9}{24} = \frac{11}{24} elde edilir.
3
İstenen koşullu olasılık değerini (P(C∣Bc)P(C | B^c)) hesaplamak
P(C∣Bc)=1115P(C | B^c) = \frac{11}{15}
Soruda 'BB olayının gerçekleşmediği bilindiğine göre' ifadesi yer aldığından koşullu olasılık tanımı uygulanır. P(C∣Bc)=P(C∩Bc)P(Bc)P(C | B^c) = \frac{P(C \cap B^c)}{P(B^c)} formülü kullanılır. Paydaya gelecek olan değer P(Bc)=1−P(B)=1−38=58P(B^c) = 1 - P(B) = 1 - \frac{3}{8} = \frac{5}{8}'dir. Sonuç: 11/245/8=1124⋅85=1115\frac{11/24}{5/8} = \frac{11}{24} \cdot \frac{8}{5} = \frac{11}{15} bulunur.

Anahtar Kavram

Olasılıkta süreklilik aksiyomu (limit kuralları), küme işlemleri (ayrık olaylar) ve koşullu olasılık formülünün sentezi.
Bu soruyu puanla