1
ความนาจะเปน
การทดลองสุมและแซมเปล สเปซ
บทนยิ าม แซมเปลสเปซ คือ เซตทมี่ สี มาชิกเปน ผลลพั ธท ่อี าจจะเปนไปไดท้งั หมดของการทดลองสุม
ใชส ญั ลกั ษณ S แทนแซมเปลสเปซ
ตัวอยางที่ 1 จากการทดลองสุมโดยการทดลองทอดลกู เตา 2 ลูก จงหาแซมเปลสเปซ
ของแตม ของลูกเตาที่หงายขนึ้
วธิ ีทํา เนอ่ื งจากโจทยส นใจแตม ของลกู เตาท่ีหงายขึน้ ดงั นน้ั เราจะตอ งเขยี นแตมของลกู เตา ท่มี ีโอกาส
ทีจ่ ะหงายขนึ้ ทง้ั หมด
แซมเปลสเปซของการทดลองสุม คอื
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)}
ตวั อยางที่ 2 โยนเหรยี ญ 1 เหรยี ญ และลกู เตา 1 ลกู พรอมกัน จงเขียนแผนภาพตนไมแสดงผลลพั ธ
และแซมเปล สเปซ
วิธที ํา เขียนแผนภาพตน ไมไ ดดงั นี้
เหรียญบาท แตมบนลกู เตา ผลลัพธ
1 (H, 1)
H 2 (H, 2)
3 (H, 3)
4 (H, 4)
5 (H, 5)
6 (H, 6)
1 (T, 1)
2 (T, 2)
3 (T, 3)
T 4 (T, 4)
5 (T, 5)
6 (T, 6)
S = {(H, 1), (H, 2), (H, 3), (H, 4), (H, 5), (H, 6), (T, 1), (T, 2), (T, 3),
(T, 4), (T, 5), (T, 6)}
2
เหตุการณ
เหตกุ ารณ คอื สบั เซตของแซมเปลสเปซ ยูเนียนของเหตุการณประกอบดวยสมาชิกของ
เหตกุ ารณ E1 หรือของเหตุการณ E2 หรือทงั้ สองเหตกุ ารณ
1. เหตุการณ (Events)
บทนิยาม เหตกุ ารณ คือ สับเซตของแซมเปลสเปซ
ตัวอยางท่ี 1 โยนเหรียญ 2 เหรียญ 1 ครัง้ จงหา
1. เหตกุ ารณท เ่ี หรยี ญข้ึนหวั 1 เหรยี ญ และกอย 1 เหรียญ
2. เหตุการณท่เี หรียญขึ้นหัวทั้งสองเหรียญ
3. เหตุการณที่เหรยี ญขึ้นกอยอยา งนอย 1 เหรียญ
4. เหตกุ ารณท ่เี หรยี ญขึ้นกอ ยทัง้ สองเหรียญ
วิธที าํ S = {(H, H), (H, T), (T, H), (T, T)}
ให E1 แทนเหตกุ ารณท ี่เหรยี ญข้ึนหัว 1 เหรยี ญ และกอย 1 เหรยี ญ
E1 = {(H, T), (T, H)}
E2 แทนเหตุการณที่เหรยี ญขนึ้ หวั ท้งั สองเหรียญ
E2 = {(H, H)}
E3 แทนเหตกุ ารณท่ีเหรียญขน้ึ กอยอยา งนอ ย 1 เหรยี ญ
E3 = {(H, T), (T, H), (T, T)}
E4 แทนเหตุการณท ่ีเหรยี ญข้ึนกอ ยท้งั สองเหรียญ
E4 = {(T, T)}
2. ยเู นียนของเหตุการณ
ถา E1 และ E2 เปนเหตุการณสองเหตกุ ารณแลว ยเู นยี นของเหตกุ ารณ E1 และ E2
คอื เหตกุ ารณซึง่ ประกอบดว ยสมาชกิ ของเหตุการณ E1 หรือของเหตุการณ E2 หรือทัง้ สอง
เหตกุ ารณ เขยี นแทนยูเนียนของเหตกุ ารณ E1 และ E2 ดวยสัญลักษณ E1 E2
ตัวอยา งท่ี 2 ในการจบั สลาก 1 ใบ จาก 20 ใบ หมายเลข 1 ถึง 20 เม่อื กาํ หนดให
E1 แทน เหตกุ ารณท ี่ไดส ลากเปน จํานวนท่ี 2 หารลงตัว
E2 แทน เหตกุ ารณทไ่ี ดส ลากเปนจาํ นวนที่ 3 หารลงตัว
E3 แทน เหตุการณท ีไ่ ดสลากเปน จาํ นวนเฉพาะ
จงหา (E1 E2) , (E1 E3) และ (E2 E3)
วธิ ีทํา จากการจบั สลาก 1 ใบ จาก 20 ใบ จะไดแซมเปล สเปซ ดังนี้
S = {1, 2, 3, . . . , 20}
E1 = {2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20}
E2 = {3, 6, 9, 12, 15, 18}
E3 = {2, 3, 5, 7,11, 13}
3
(E1 E2) = {2, 3, 4, 6, 8, 9, 10, 12, 14, 15, 16, 18, 20} ตอบ
(E1 E3) = {2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 13, 14, 16, 18, 20}
(E2 E3) = {2, 3, 5, 6, 7, 9, 11, 12, 13, 15, 18}
ตวั อยางท่ี 3 กําหนด S = {a, b, c, d, e, f, g, h}
วธิ ที ํา E1 = {a, b, c, h}
E2 = {c, d, e, f}
E3 = {a, e, g}
จงหา (E1 E2) และ (E2 E3)
จาก E1 = {a, b, c, h}
E2 = {c, d, e, f}
(E1 E2) = {a, b, c, d, e, f, h}
(E2 E3) = {a, c, d, e, f, g}
อนิ เตอรเซกชนั ของเหตกุ ารณ (Intersection of events)
บทนิยาม ถา E1 และ E2 เปนเหตกุ ารณสองเหตุการณแลว อนิ เตอรเ ซกชันของเหตกุ ารณ E1
และ E2 คอื เหตกุ ารณทป่ี ระกอบดว ยสมาชิกทีอ่ ยูทง้ั ในเหตุการณ E1 และเหตุการณ E2
เขียนแทนอนิ เตอรเซกชันของเหตกุ ารณ E1 และ E2 ดว ยสญั ลักษณ E1 E2
จากบทนิยาม แสดงเหตุการณ E1 และ E2 ดว ยแผนภาพของเวนนไ ดด ังนี้
S
E1 E2
E1 E2 คอื สว นที่แรเงา
เหตุการณท ไี่ มเกดิ รวมกัน (Mutaully events or disjoint events)
บทนิยาม ถา E1 และ E2 เปนเหตกุ ารณสองเหตุการณ และ E1 E2 =
แลว จะเรยี กเหตุการณ E1 และ E2 วา เหตกุ ารณทไ่ี มเกดิ รวมกนั
จากบทนยิ าม สามารถแสดงเหตุการณ E1 และ E2 ดวยแผนภาพของเวนนไดดังนี้
S
E1 E2
E1 E2 =
4
คอมพลเี มนตข องเหตุการณ (Complement of events)
บทนิยาม ถา S เปนแซมเปลสเปซ และ E เปนเหตุการณท่ีเปนสบั เซตของ S แลว คอมพลีเมนตข องเหตุการณ E
คอื เหตกุ ารณที่ประกอบดวยสมาชิกทีอ่ ยใู นแซมเปล สเปซ S แตไ มอยใู นเหตุการณ E
เขยี นแทนคอมพลเี มนตเ หตกุ ารณ E ดว ยสญั ลกั ษณ E/
จากบทนิยาม แสดงเหตุการณ E
S
E
E/ E/ คอื สวนทีแ่ รเงา
ตัวอยางที่ 1 กาํ หนดให S = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}
วิธที าํ
E1 = {1, 3, 5, 7, 9}
E2 = {2, 4, 6, 8, 10}
E3 = {3, 6, 9}
จงหา E1 E2 , E1 E3 , E2 E3 , E1/ และ E3/
E1 E2 = ซง่ึ เรียกวาเหตกุ ารณท ่ไี มเกิดรว มกัน
E1 E3 = {3, 9}
E2 E3 = {6} ตอบ
E1/ = {2, 4, 6, 8, 10}
E3/ = {1, 2, 5, 7, 8, 10}
ตัวอยางที่ 2 ทอดลูกเตา 1 ลูก 1 คร้งั ถาให E1 เปนเหตกุ ารณท ไี่ ดแตม คู ,
E2 เปน เหตกุ ารณไ ดแตม คี่ และ E3 เปนเหตกุ ารณทไี่ ดแ ตมเปน
จํานวนเฉพาะ จงหา E1 E2 , E2 E3 , E2/ และ E3/
วิธที าํ ในการทอดลูกเตา 1 ลกู 1 ครงั้ จะไดแซมเปล สเปซ ดงั น้ี
S = {1, 2, 3, 4, 5, 6}
และ E1 = {2, 4, 6}
E2 = {1, 3, 5}
E3 = {2, 3, 5}
E1 E2 = ซ่งึ เรยี กวา เหตุการณท ไ่ี มเ กดิ รว มกัน
E2 E3 = {3, 5}
E2/ = {2, 4, 6}
E3/ = {1, 4, 6}
5
ความนาจะเปน ของเหตุการณ
ความนาจะเปนของเหตุการณหาไดจ ากจํานวนสมาชิกในเหตุการณนั้นหารดวยจาํ นวนสมาชิกในแซมเปล สเปซ
ความนา จะเปน เปน จํานวนท่ีบอกใหท ราบวาเหตุการณที่เราสนใจมีโอกาสเกดิ ขึ้นมากนอยเพยี งใด
บทนยิ าม ถา n (S) เปนจาํ นวนสมาชกิ ของแซมเปลสเปซ S ซง่ึ ประกอบดว ยสมาชกิ ที่มโี อกาส
เกิดขึน้ ไดเทา ๆ กนั และ n(E) เปนจาํ นวนสมาชิกของเหตุการณ E ซึ่งเปนสบั เซตของ S
แลว ความนา จะเปน ของเหตุการณ E เทา กบั n (E) ซึง่ ความนาจะเปน ของเหตุการณ E
n (S)
เขยี นแทนดวย P(E)
P(E) = n (E)
n (S)
ตวั อยางท่ี 1 โยนลูกเตา 1 ลกู 1 ครง้ั จงหาความนาจะเปน
1.1 ทล่ี ูกเตา หงายแตม เปนจาํ นวนท่ี 3 หารลงตัว
1.2 ท่ลี กู เตาหงายแตมมากกวา 2
1.3 ที่ลกู เตา หงายแตมเปน จาํ นวนเฉพาะ
วธิ ีทํา โยนลูกเตา 1 ลกู 1 ครงั้ จะไดแซมเปล สเปซ ดังนี้
S = {1, 2, 3, 4, 5, 6} n (S) = 6
1.1 ให E1 แทน เหตุการณท่ลี ูกเตา หงายแตมเปน จาํ นวนที่ 3 หารลงตวั
E1 = {3, 6} , n (E1) = 2
จาก P(E) = n (E)
n (S)
แทนคา P(E1) = n (E1 ) = 2=1
n (S)
63
1.2 ให E2 แทน เหตุการณท่ลี ูกเตา หงายแตมมากกวา 2
E2 = {3, 4, 5, 6} , n (E2) = 4
P(E2) = n (E2 ) = 4 =2
n (S) 6
3
1.3 ให E3 แทน เหตกุ ารณท่ลี ูกเตาหงายแตมเปน จํานวนเฉพาะ
E3 = {2, 3, 5} , n (E3) = 3
P(E3) = n (E3 ) = 3= 1
n (S) 2
6
ตัวอยางท่ี 2 เรียงบัตร 3 ใบ คอื A C T ใหเ ปนคาํ ตา ง ๆ จงหาความนาจะเปน
ทไ่ี ดค ําท่มี คี วามหมาย
วิธที าํ เรยี งบตั ร 3 ใบ ไดด ังนี้ ACT, ATC, TCA, CTA, CAT, TAC
n(S) = 6
ให A แทน เหตุการณท่ไี ดค าํ ท่ีมีความหมาย
A = {CAT} , n(A) = 1 P(A) = n(A) = 1
n(S) 6
6
สมบตั ิทีส่ าํ คญั ของความนาจะเปน
1. ความนาจะเปน ของเหตกุ ารณ E ใด ๆ มีคาเทากับ 1
น่ันคือ 0 P(E) 1
2. ความนาจะเปนของแซมเปล สเปซ S มีคาเทากับ 1
น่ันคือ P(S) = 1
3. ความนาจะเปนของเหตุการณทีเ่ ปนเซตวา งมีคาเทากบั 0
น่นั คือ P() = 0
พจิ ารณา คอมพลเี มนตของเหตุการณ E
S = {1, 3, 5, 7, 9, 11, 13}
E = {3, 9}
P(E) = 2
7
ถา ให E/ เปน คอมพลีเมนตของเหตกุ ารณ E
E/ = {1, 5, 7, 11, 13}
P(E/) = 5 = 7 - 2 = 1 - 2 = 1 – P(E)
7 77 7
E/ เปน คอมพลเี มนตข องเหตกุ ารณ E ซงึ่ เปน สับเซตของแซมเปลสเปซ S แลว
P(E/) = 1 – P(E)
หรอื P(E) + P(E/) = 1
ตวั อยา งที่ 1 กาํ หนด S = {a, b, c, d, e, f} และ E = {a, d, f} จงหา P(E/)
วิธที าํ จาก S = {a, b, c, d, e, f} จาก P(E/) = 1 – P(E)
E = {a, d, f}
P(E) = 3 P(E/) = 1 – 1
2
6 = 1 ตอบ
2
=1
2
ตัวอยางที่ 2 ทอดลูกเตา 1 ลกู 1 ครง้ั และให E แทนเหตุการณท ่ีลูกเตาหงายแตมเปน
วิธที าํ จํานวนคู จงหา P(E/)
S = {1, 2, 3, 4, 5, 6}
E เปน เหตุการณท่ลี ูกเตา หงายแตม เปนจาํ นวนคู
E = {2, 4, 6}
P(E) = 3 = 1
62
จาก P(E/) = 1 – P(E)
= 1– 1 = 1 ตอบ
22
7
การหาความนา จะเปน ของเหตุการณ E1 หรือ E2 หาไดจาก
P(E1 E2) = P(E1) + P(E2) เม่ือ E1 E2 =
P(E1 E2) = P(E1) + P(E2) – P(E1E2) เมือ่ E1 E2
ความนาจะเปน ของเหตกุ ารณ E1 หรอื E2 เมือ่ E1 E2 =
พิจารณา การโยนลกู เตา สองลูก 1 คร้งั
ถาให E1 แทน เหตุการณท่ผี ลรวมของแตม บนหนา ลูกเตาที่หงายเทากบั 5
E1 = {(1, 4), (2, 3), (4, 1), (3, 2)}
และ E2 แทน เหตุการณท่ีผลรวมของแตม บนหนา ลกู เตา ท่ีหงายเทากับ 10
E2 = {(4, 6), (5, 5), (6, 4)}
E1 E2 = {(1, 4), (2, 3), (4, 1), (3, 2), (4, 6), (5, 5), (6, 4)}
ความนาจะเปนของเหตกุ ารณท ่ีผลรวมของแตม บนลกู เตาท่หี งายเทา กับ 5 หรือ 10
P(E1E2) = 7 = 43 = 43 = P(E1) + P(E2)
36
36 36 36
ถา E1 และ E2 เปน เหตุการณสองเหตุการณท่ีไมเกดิ รว มกัน (E1 E2 = ) แลว
P(E1 E2) = P(E1) + P(E2)
ตัวอยา งท่ี 1 กาํ หนดให S = {1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15} , E1 = {3, 9, 15}
และ E2 = {5, 7, 11, 13} จงหา P(E1E2)
วธิ ีทํา จาก S = {1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15}
E1 = {3, 9, 15} , P(E1) = 3
8
E2 = {5, 7, 11, 13} , P(E2) = 4
8
P(E1 E2) = P(E1) + P(E2) = 34 = 7
8
88
ความนาจะเปนของเหตุการณ E1 หรือ E2 เมอื่ E1 E2
พจิ ารณา การโยนลูกเตา 1 ลกู 1 คร้ัง
ถาให E1 แทน เหตุการณท ีล่ กู เตา ขนึ้ แตม คู E1 = {2, 4 ,6}
E2 = {2, 3, 5}
และ E2 แทน เหตกุ ารณท ่ีลูกเตา ข้ึนแตมเปน จาํ นวนเฉพาะ
จะได E1 E2 = {2, 3, 4, 5, 6}
ความนา จะเปนของเหตุการณท ีล่ กู เตา ขน้ึ แตม คูห รือจาํ นวนเฉพาะ
P(E1 E2) = 5= 33-1 = 3 3 - 1 = P(E1) + P(E2) – P(E1 E2)
6 6 6 66
ถา E1 และ E2 เปนเหตกุ ารณส องเหตกุ ารณ โดยที่ E1 E2 แลว
P(E1 E2) = P(E1) + P(E2) – P(E1 E2)
8
ตัวอยา งที่ 2 โยนลูกเตา 2 ลูก 1 ครัง้ ถา E1 เปน เหตกุ ารณทีล่ ูกเตาหงายแตมรวมเปน 5
และ E2 เปน เหตุการณท ล่ี ูกเตาลกู ใดลกู หน่ึงหงายแตม 3 จงหา
ความนา จะเปนที่ผลรวมของแตมเปน 5 หรือลกู เตาลูกใดลกู หนึ่งหงายแตม 3
วิธที ํา E1 แทน เหตุการณทีล่ กู เตา หงายแตมรวมเปน 5
E1 = {(1, 4), (2, 3), (3, 2), (4, 1)}
E2 แทน เหตกุ ารณที่ลูกเตา ลูกใดลูกหน่ึงหงายแตม 3
E2 = {(1, 3), (2, 3), (3, 3), (3, 4), (3, 5), (3, 6), (3, 1), (3, 2), (4, 3), (5, 3),
(6, 3)}
จาก P(E1 E2) = P(E1) + P(E2) – P(E1 E2)
= 4 11 - 2 = 13
36 36 36 36
P(E1) = n(E 1 ) , n(E1) = 4 , n(S) = 36
n(S)
=4
36
P(E2) = n(E 2 ) , n(E2) = 11
n(S)
= 11
36
E1 E2 = {(2, 3), (3, 2)} , n(E1 E2) = 2
P(E1 E2) = 2
36
แผนภาพตน ไมส ามารถชว ยในการหาความนา จะเปนของเหตกุ ารณได และถา เหตุการณสองเหตุการณ
เปนเหตุการณทไี่ มเ กิดรว มกันแลว ความนา จะเปน ของสองเหตกุ ารณน ีเ้ กิดขึ้นดวยกนั เทากับ 0
ตวั อยางที่ 1 ความนา จะเปน ของเหตุการณ E1 และ E2
โยนลูกเตา 2 ลูก 1 ครงั้ จงหาความนา จะเปน
1. ท่ผี ลรวมของแตม เปน 7 และลกู เตาลูกใดลกู หนึ่งหงายแตม 4
2. ทผ่ี ลรวมของแตม เปน 7 และผลรวมเปน 11
วิธีทํา 1. ให E1 แทน เหตกุ ารณที่ผลรวมของแตมบนหนาลูกเตา ทหี่ งายเทา กบั 7
E1 = {(1, 6), (2, 5), (3, 4), (4, 3), (5, 2), (6, 1)}
และให E2 แทน เหตุการณท่ีลูกเตาลูกใดลกู หนึ่งหงายแตม 4
E2 = {(1, 4), (2, 4), (3, 4), (4, 5), (4, 6), (4, 4), (5, 4), (6, 4), (4, 1), (4, 2), (4 ,3)}
E1 E2 = {(4, 3), (3, 4)}
จาก P(E1 E2) = n(E1 E2 ) = 2
n(S) 36
=1
18
ความนาจะเปนท่ผี ลรวมของแตม เปน 7 และลูกเตา ลกู ใดลกู หนงึ่ หงายแตม 4
มีคาเทากับ 1 ตอบ
18
9
2. ถาให E3 แทน เหตุการณที่ผลรวมของแตมเปน 11
E3 = {(6, 5), (5, 6)}
E1 E3 = , n(E1 E3) = 0
P(E1 E3) = n(E1 E3 )
n(S)
=0
36
=0
ความนา จะเปน ท่ผี ลรวมของแตมเปน 7 และผลรวมเปน 11 มีคา เทากบั 0 ตอบ
สรุป ถา E1 และ E2 เปนเหตุการณสองเหตกุ ารณทไ่ี มเ กิดรวมกันแลว
P(E1 E2) = 0
ความนาจะเปน ของเหตกุ ารณทีเ่ ปนอิสระตอกัน
ในการทอดลกู เตา 2 ลกู 1 ครงั้
ถา E1 แทน เหตกุ ารณท่ลี ูกเตา ลูกแรกออกแตม 1
E2 แทน เหตุการณทลี่ ูกเตา ลกู ท่ี 2 ออกแตม 1
E1 = {(1, 1), (1, 2), (1, 3), (1, 4), (1, 5), (1, 6)}
P(E1) = 6 1
36 6
และ E2 = {(1, 1), (2, 1), (3, 1), (4, 1), (5, 1), (6, 1)}
P(E2) = 6 1
36 6
E1 E2 = {(1, 1)} P(E1 E2) = 1
36
จะเห็นวา P(E1 E2) = P(E1) . P(E2) = 1 และการเกิดเหตกุ ารณ E1 ไมมี
36
ผลตอ การเกิดเหตุการณ E2 เราเรียกเหตุการณเ ชนนีว้ า เปนเหตกุ ารณท่เี ปนอิสระตอกัน
บทนิยาม เหตกุ ารณ E1 และเหตกุ ารณ E2 เปนอสิ ระตอกนั เมือ่
P(E1 E2) = P(E1) . P(E2)
ตัวอยางที่ 2 โยนเหรียญ 2 เหรยี ญ 1 ครัง้ ให A แทน เหตกุ ารณที่เหรียญแรกออกหวั
B แทนเหตกุ ารณท่ีเหรยี ญที่ 2 ออกหวั จงหา P(A B)
วิธที ํา S = {(H, H), (H, T), (T, H), (T, T)}
A = {(H, H), (H, T)} P(A) = 2 1
42
B = {(H, H), (T, H)} P(B) = 2 1
42
แตเหตกุ ารณ A และ B เปน อสิ ระตอกนั
P(A B) = P(A) . P(B)
= 11 = 1 ตอบ
22 4
10
ตวั อยางที่ 3 ถุงใบหน่ึงมลี ูกบอลสีแดง 2 ลูก สดี าํ 3 ลูก สมุ หยิบลูกบอลครั้งละลกู
2 ครั้ง โดยใสล กู บอลคนื กอ นหยบิ คร้ังที่ 2 จงหาความนา จะเปน ท่ีสุม
หยบิ ไดล ูกบอลสดี ําครง้ั แรก และไดบอลสีแดงในครัง้ ที่ 2
วธิ ที าํ ให E1 แทน เหตกุ ารณท ี่หยิบคร้งั แรกไดบ อลสดี ํา
E1 = {B1, B2, B3}
S = {R1, R2, B1, B2, B3}
P(E1) = 3
5
และ E2 แทน เหตกุ ารณท่หี ยบิ ครง้ั ที่ 2 ไดบ อลสแี ดง
E2 = {R1, R2}
P(E2) = 2
5
แตเหตุการณ E1 และ E2 เปนอิสระตอ กนั ตอบ
P(E1 E2) = P(E1) . P(E2)
= 32
55
=6
25