מושגי יסוד בהסתברות
למה זה חשוב?
הסתברות בחיים שלנו
הסתברות נמצאת בכל מקום:
בתחזית מזג האוויר:
- "סיכוי של 70% לגשם מחר"
- מה זה אומר? האם בטוח שיהיה גשם?
במשחקים וספורט:
- מה הסיכוי שקוביה תציג את המספר 6?
- מה הסיכוי לזכות בפרס בהגרלה?
- מה הסיכוי שקבוצת הכדורגל המועדפת שלנו תנצח?
ברפואה:
- "הטיפול מצליח ב-80% מהמקרים"
- רופאים משתמשים בהסתברות כדי לקבל החלטות
בביטוח:
- חברות ביטוח מחשבות סיכויים כדי לקבוע מחירים
- מה הסיכוי שתהיה תאונה? מה הסיכוי לגניבה?
הסתברות עוזרת לנו לכמת אי-וודאות ולקבל החלטות טובות יותר!
מה נלמד היום?
מטרות השיעור
- להבין מהו מרחב מדגם (כל התוצאות האפשריות)
- לזהות תוצאות שוות סיכוי
- להבין שהסתברות היא מספר בין 0 (בלתי אפשרי) ל-1 (ודאי)
- לחשב הסתברויות פשוטות
- להמיר בין שבר, עשרוני ואחוז
- להבין את רעיון המשלים:
- ליישם מושגים אלו בבעיות מילוליות
מרחב מדגם — כל האפשרויות
הגדרה: מרחב מדגם
מרחב המדגם הוא קבוצת כל התוצאות האפשריות של ניסוי מקרי.
סימון: משתמשים באות S (Sample space) או (אומגה).
דוגמאות:
- הטלת מטבע:
- הטלת קוביה:
- משיכת קלף מחפיסה: S = כל 52 הקלפים
חשוב: מרחב המדגם כולל כל התוצאות, ללא חזרות.
דוגמה 1: מרחב מדגם של שתי הטלות מטבע
שתי הטלות מטבע
מה מרחב המדגם של הטלת מטבע פעמיים?
שלב 1: זיהוי הניסוי
מה מרחב המדגם של הטלת מטבע אחד?
כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם
אירוע — קבוצת תוצאות
הגדרה: אירוע
אירוע הוא תוצאה אחת או קבוצה של תוצאות מתוך מרחב המדגם.
דוגמאות:
- בהטלת קוביה: "לקבל מספר זוגי" הוא אירוע
- בהטלת שני מטבעות: "לקבל עץ אחד לפחות" הוא אירוע
סימון: משתמשים באותיות גדולות: A, B, C וכו'.
דוגמה 2: זיהוי אירועים
אירועים בהטלת קוביה
מהו האירוע "לקבל מספר גדול מ-4" בהטלת קוביה?
שלב 1: זיהוי מרחב המדגם
כמה תוצאות אפשריות יש בהטלת קוביה רגילה?
כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם
תוצאות שוות סיכוי
הגדרה: תוצאות שוות סיכוי
תוצאות הן שוות סיכוי אם כל תוצאה במרחב המדגם בעלת אותו הסיכוי להתרחש.
דוגמאות לתוצאות שוות סיכוי:
- הטלת מטבע הוגן: עץ ופלי — כל אחד סיכוי 50%
- הטלת קוביה הוגנת: 1, 2, 3, 4, 5, 6 — כל מספר סיכוי
- משיכת כדור מקופסה (בעיניים עצומות) — כל כדור אותו סיכוי
דוגמאות לתוצאות שאינן שוות סיכוי:
- תחזית מזג אוויר: גשם/שמש — לא בהכרח שוות
- זכייה בהגרלה: זכייה/אי-זכייה — לא שוות!
שימו לב!
הנוסחה הבסיסית להסתברות תקפה רק כאשר התוצאות שוות סיכוי!
הסתברות — מספר בין 0 ל-1
הגדרה: הסתברות
ההסתברות של אירוע A היא המספר P(A) המייצג את הסיכוי שהאירוע יתרחש.
נוסחה (כאשר התוצאות שוות סיכוי):
או בקיצור:
טווח ערכים:
- אפשר גם להציג כאחוז:
פירוש:
- P(A) = 0 → האירוע בלתי אפשרי
- P(A) = 1 → האירוع ודאי (בטוח להתרחש)
- 0 < P(A) < 1 → האירוע אפשרי אבל לא ודאי
דוגמה 3: חישוב הסתברות בסיסי
הסתברות לקבל מספר זוגי בהטלת קוביה
מה ההסתברות לקבל מספר זוגי בהטלת קוביה הוגנת?
שלב 1: זיהוי מרחב המדגם
סולם ההסתברות
סולם הסתברות
הסתברות היא תמיד מספר בין 0 ל-1:
0 0.25 0.5 0.75 1
|------------|-------------|-------------|------------|
בלתי סיכוי סיכוי סיכוי ודאי
אפשרי נמוך בינוני גבוה
0% 25% 50% 75% 100%
דוגמאות:
- P = 0 (0%): לקבל 7 בהטלת קוביה רגילה — בלתי אפשרי
- (16.7%): לקבל 6 בהטלת קוביה — סיכוי נמוך
- (50%): לקבל עץ בהטלת מטבע — סיכוי בינוני
- (83.3%): לקבל מספר שונה מ-6 — סיכוי גבוה
- P = 1 (100%): לקבל מספר בין 1 ל-6 בקוביה — ודאי
דוגמה 4: ממיון הסתברויות
השוואת הסתברויות
בקופסה 5 כדורים אדומים, 3 כחולים ו-2 ירוקים. סדרו את ההסתברויות: למשוך אדום, למשוך לא-אדום, למשוך צהוב.
שלב 1: זיהוי האירועים
מה ההסתברות לקבל מספר זוגי בהטלת קוביה? כתוב כשבר פשוט (לדוגמה:
כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם
איזו הסתברות מתארת אירוע ודאי?
כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם
המרה בין ייצוגים: שבר ← עשרוני ← אחוז
המרות נפוצות
הסתברות אפשר לכתוב ב-3 דרכים:
| שבר | עשרוני | אחוז |
|---|---|---|
| 0.5 | 50% | |
| 0.25 | 25% | |
| 0.75 | 75% | |
| 0.1 | 10% | |
| 0.2 | 20% | |
| 0.4 | 40% |
המרות:
- שבר → עשרוני: חלק מונה במכנה
- עשרוני → אחוז: הכפל ב-100 והוסף %
- אחוז → שבר: חלק ב-100 ופשט
דוגמה 5: המרות
המרה בין ייצוגי הסתברות
מה ההסתברות למשוך קלף לבבות מחפיסה רגילה? הציגו את התשובה כשבר, עשרוני ואחוז.
שלב 1: מקרה פשוט
מה ההסתברות לקבל 7 בהטלת קוביה רגילה?
כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם
אירוע משלים — "לא קורה"
הגדרה: אירוע משלים
האירוע המשלים ל-A הוא האירוע "לא A" — כל התוצאות שאינן ב-A.
סימון: או A' או
נוסחת יסוד:
הסבר:
- אם P(A) = 0.3, אז
- כל תוצאה היא או ב-A או ב-, לא שניהם!
- לכן:
למה זה שימושי? לפעמים קל יותר לחשב את ההסתברות של "לא קורה" ואז לחסר מ-1!
דוגמה 6: שימוש במשלים
הסתברות באמצעות משלים
בהטלת שתי קוביות, מה ההסתברות לקבל לפחות אחד 6?
שלב 1: הבנת השאלה
בקופסה 10 כדורים: 4 אדומים, 3 כחולים, 3 ירוקים. מה ההסתברות למשוך כדור אדום? (כשבר פשוט)
כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם
דוגמה 7: הסתברות בבעיה מילולית
משיכת כדורים מקופסה
בקופסה 12 כדורים אדומים, 8 כחולים ו-5 ירוקים. משכנו כדור אחד בעיניים עצומות. מה ההסתברות ש: (א) הכדור כחול? (ב) הכדור לא אדום?
שלב 1: ארגון הנתונים
אם , מה P(לא A)?
כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם
דוגמה 8: שתי פעולות רצופות
הטלת מטבע ואז קוביה
מטילים מטבע ואז קוביה. מה ההסתברות לקבל עץ ומספר זוגי?
שלב 1: מרחב המדגם
המר את ההסתברות לאחוזים.
כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם
טעויות נפוצות (מיסקונספציות)
1. "אם זה לא קרה הרבה זמן, עכשיו זה חייב לקרות"
טעות נפוצה: טעות: אשליית המהמר (Gambler's Fallacy)
דוגמה שגויה: "המטבע נפל 'פלי' 10 פעמים ברצף, אז ההסתברות ל-'עץ' בהטלה הבאה היא 90%!"
למה זה שגוי? המטבע "לא זוכר" מה קרה בעבר. כל הטלה עצמאית. ההסתברות תמיד .
דרך נכונה: — בדיוק כמו תמיד!
למה זה קורה?
איך מתקנים?
נכון או לא נכון: אם הטלתי מטבע 5 פעמים וקיבלתי 'פלי' כל פעם, אז בהטלה הבאה יש סיכוי גדול יותר לקבל 'עץ'.
כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם
2. "הסתברות 0 פירושה שזה לא יקרה לעולם"
טעות נפוצה: טעות: בלבול בין 0 לסיכוי קטן מאוד
דוגמה:
- — בלתי אפשרי
- — אפשרי אבל נדיר מאוד
הבדל גדול!
למה זה קורה?
איך מתקנים?
3. "הוספתי 10 כדורים אדומים, אז ההסתברות לאדום גדלה ב-10"
טעות נפוצה: טעות: הסתברות היא יחסית, לא מוחלטת
דוגמה שגויה: בקופסה 5 כדורים אדומים ו-5 כחולים. .
הוספנו 10 כדורים אדומים. עכשיו ?! ❌
דרך נכונה: עכשיו 15 אדומים ו-5 כחולים, סה"כ 20. ✓
למה זה קורה?
איך מתקנים?
4. "משלים של P=0.3 הוא P=-0.3"
טעות נפוצה: טעות: חיסור במקום משלים
דוגמה שגויה: אם P(A) = 0.3, אז ? ❌
דרך נכונה: ✓
זכרו: הסתברות תמיד בין 0 ל-1, אף פעם לא שלילית!
למה זה קורה?
איך מתקנים?
5. "P(A) + P(B) = P(A ו-B)"
טעות נפוצה: טעות: חיבור הסתברויות שגוי
דוגמה שגויה: ו-. אז ? ❌
דרך נכונה (בשלב מאוחר יותר): עבור אירועים עצמאיים: ✓
למה זה קורה?
איך מתקנים?
6. "אם P(A) = 60%, אז 60 מתוך 100 ניסויים בדיוק יהיו A"
טעות נפוצה: טעות: הסתברות ≠ תדירות מדויקת
דוגמה: לא מבטיח בדיוק 5 עצים ב-10 הטלות.
אפשר לקבל 3, 4, 5, 6, או 7 עצים — זה נורמלי!
ככל שמספר הניסויים גדל, התדירות היחסית מתקרבת להסתברות.
למה זה קורה?
איך מתקנים?
7. "אם מרחב המדגם גדול, ההסתברות קטנה"
טעות נפוצה: טעות: גודל מרחב המדגם בלבד לא קובע הסתברות
דוגמה:
- קופסה 1: 1 כדור אדום מתוך 2 →
- קופסה 2: 50 כדורים אדומים מתוך 100 →
אותה הסתברות, למרות שקופסה 2 גדולה יותר!
למה זה קורה?
איך מתקנים?
8. "הסתברות של 1/3 פירושה 33%"
טעות נפוצה: טעות: עיגול לא מדויק
דרך נכונה: (עם סימון קירוב )
או להשאיר בתור שבר: — זה מדויק!
למה זה קורה?
איך מתקנים?
9. "P(A או B) = P(A) + P(B) תמיד"
טעות נפוצה: טעות: שכחת חפיפה בין אירועים
דוגמה שגויה: בקוביה, ? ❌
בעיה: המספר 6 הוא גם זוגי וגם גדול מ-4, נספר אותו פעמיים!
דרך נכונה: תוצאות: 4 ∪ 6 = 6 → 4 תוצאות. ✓
למה זה קורה?
איך מתקנים?
10. "אם הסתברות נמוכה, זה לא יקרה"
טעות נפוצה: טעות: הסתברות נמוכה ≠ בלתי אפשרי
דוגמה:
זה מאוד נמוך, אבל מישהו זוכה מדי פעם!
הסתברות נמוכה = סיכוי קטן, לא אפס.
למה זה קורה?
איך מתקנים?
11. "אם הסתברות גבוהה, זה בטוח יקרה"
טעות נפוצה: טעות: הסתברות גבוהה ≠ ודאות
דוגמה: "תחזית גשם 90% מחר" — זה לא אומר שבטוח יהיה גשם!
יש סיכוי של 10% שלא יהיה גשם.
למה זה קורה?
איך מתקנים?
12. "אפשר להשוות הסתברויות רק באחוזים"
טעות נפוצה: טעות: הסתברות ניתן להשוות בכל ייצוג
דוגמה: מי גדול יותר: או 0.55?
דרך 1: המרה לעשרוני: → 0.6 > 0.55 ✓
דרך 2: המרה לשבר: → ✓
למה זה קורה?
איך מתקנים?
13. "ניסוי אחד מספיק כדי לדעת את ההסתברות"
טעות נפוצה: טעות: מדגם קטן מדי
דוגמה שגויה: הטלתי מטבע פעם אחת וקיבלתי עץ. אז ? ❌
דרך נכונה: מטבע הוגן: תיאורטית.
או: לעשות הרבה ניסויים (100, 1000) ולחשב תדירות יחסית.
למה זה קורה?
איך מתקנים?
14. "אם שני אירועים בלתי תלויים, אז P(A ו-B) = 0"
טעות נפוצה: טעות: בלבול בין 'בלתי תלויים' ל'זרים'
דוגמה: הטלת מטבע וקוביה — עצמאיים.
! למעשה .
אירועים זרים: "לקבל זוגי" ו-"לקבל 5" בקוביה. לא יכולים לקרות ביחד → .
למה זה קורה?
איך מתקנים?
סיכום
מה למדנו היום?
מושגי יסוד:
- מרחב מדגם S = כל התוצאות האפשריות
- אירוע A = קבוצת תוצאות מתוך S
- תוצאות שוות סיכוי = כל תוצאה באותו סיכוי
חישוב הסתברות:
- (כשתוצאות שוות סיכוי)
- P = 0 → בלתי אפשרי, P = 1 → ודאי
ייצוגים:
- שבר:
- עשרוני: 0.75
- אחוז:
משלים:
זכרו: הסתברות עוזרת לנו לכמת אי-וודאות ולקבל החלטות מושכלות!
בקופסה 20 כדורים: 8 אדומים ו-12 כחולים. מהי ההסתברות למשוך כדור שאינו אדום?
כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם
תרגול נוסף
מוכנים להמשיך? עברו ל:
- סט התרגול — 20-30 תרגילים מגוונים
- מבחן שליטה — בדקו את עצמכם!
בהצלחה! 🎲🎯