30.3 การทดลองหลายครั้งกับความน่าจะเป็น
โยนเหรียญสิบครั้งแล้วได้หัวเจ็ดครั้ง หมายความว่าโอกาสหัวเท่ากับ 0.7 หรือไม่ เรารู้ผลที่เกิดแล้ว แต่ยังต้องแยกตัวเลขที่สังเกตจากตัวเลขที่ใช้บอกแบบจำลองก่อนทดลอง
ความถี่สัมพัทธ์เปลี่ยนตามผลที่เกิด
นิยาม
ความถี่สัมพัทธ์ของเหตุการณ์คือจำนวนครั้งที่เหตุการณ์เกิดหารด้วยจำนวนครั้งที่ทดลองทั้งหมด ใช้สรุปผลที่สังเกต ความน่าจะเป็นเป็นค่าของแบบจำลองการสุ่ม เช่นเหรียญเที่ยงตรงมีโอกาสหัว ก่อนรู้ผลแต่ละครั้ง
ตัวอย่าง 1
โยนเหรียญ 50 ครั้งได้หัว 28 ครั้ง จงหาความถี่สัมพัทธ์ของหัว และเปรียบเทียบกับความน่าจะเป็นของเหรียญเที่ยงตรง
- ความถี่สัมพัทธ์
- ความน่าจะเป็นเชิงทฤษฎี ต่างกัน
- ทั้งสองค่าไม่จำเป็นต้องเท่ากันในการทดลองจำนวนจำกัด ผลนี้อย่างเดียวไม่พิสูจน์ว่าเหรียญเอียง
เพิ่มจำนวนครั้งแล้วดูแนวโน้ม
เมื่อทดลองแบบอิสระด้วยโอกาสคงที่จำนวนมาก ความถี่สัมพัทธ์มักอยู่ใกล้ความน่าจะเป็นมากขึ้น แต่ไม่ได้ใกล้ขึ้นทุกก้าวและไม่ได้รับประกันว่าจะเท่ากันพอดี เส้นในกราฟอาจออกห่างชั่วคราวแม้เพิ่มจำนวนครั้ง การจำลองนี้ใช้ตัวสร้างตัวเลขสุ่มเทียม จึงใช้สำรวจแนวโน้มและตั้งคำถาม ไม่ใช่ข้อพิสูจน์ทางคณิตศาสตร์
ตัวอย่าง 2
ชุดแรกโยน 20 ครั้งได้หัว 12 ชุดที่สองโยนต่ออีก 80 ครั้งได้หัว 39 รวมความถี่สัมพัทธ์เท่าไร
- หัวทั้งหมด ครั้ง จำนวนครั้งรวม
- ความถี่สัมพัทธ์รวม
- ไม่ใช้ค่าเฉลี่ยธรรมดาของ กับ เพราะจำนวนครั้งในสองชุดไม่เท่ากัน ต้องรวมจำนวนครั้งก่อน
ลูกเต๋ามีหกค่าที่ต้องเทียบพร้อมกัน
ตัวอย่าง 3
ทอยลูกเต๋า 120 ครั้ง แต้ม 6 ออก 24 ครั้ง ความถี่สัมพัทธ์ของแต้ม 6 เป็นเท่าไร และถ้าแบบจำลองเที่ยงตรง ควรคาดจำนวนแต้ม 6 ราวเท่าไร
- ความถี่สัมพัทธ์ที่สังเกต
- โอกาสเชิงทฤษฎี จำนวนครั้งตามสัดส่วนคือ
- คำว่า 20 เป็นจำนวนที่ใช้คาดการณ์โดยแบบจำลอง ไม่ใช่ผลที่ต้องเกิดพอดี
ลองคิดก่อน
เหรียญออกหัวติดกันสี่ครั้ง ครั้งที่ห้าต้องมีโอกาสก้อยมากขึ้นเพื่อชดเชยใช่ไหม
ดูคำตอบ
ไม่ใช่ เมื่อเป็นการโยนแบบอิสระด้วยเหรียญเที่ยงตรง ครั้งถัดไปยังมีโอกาสก้อย ผลเก่าไม่บังคับให้ผลใหม่ชดเชย การที่สัดส่วนระยะยาวมักใกล้ครึ่งหนึ่งไม่ได้แปลว่าระบบจดจำยอดหัวก้อย
สรุป
- ความถี่สัมพัทธ์ใช้ผลที่เกิดแล้ว ความน่าจะเป็นอธิบายแบบจำลองก่อนทราบผล
- จำนวนครั้งมากช่วยเห็นแนวโน้ม แต่ไม่บังคับสัดส่วนให้ตรงทุกชุด
- รวมจำนวนครั้งและจำนวนเหตุการณ์ก่อนหาสัดส่วนรวม