Transcript دانلود
تهيه كننده :محمدرضا ميرزاده
1
www.M-Mirzadeh.Blogfa.Com
رشتة هاي علوم پزشكي وشاخه هاي مرتبط
2واحد درسي
مطابق با سرفصل های مصوب
تهيه كننده :محمدرضا ميرزاده
2
تهيه كننده :محمدرضا ميرزاده
احتمال
3
www.M-Mirzadeh.Blogfa.Com
تهيه كننده :محمدرضا ميرزاده
www.M-Mirzadeh.Blogfa.Com
احتمال :اندازه ای است عددی که به يک پديده تصادفی نسبت می دهيم.
آزمايش تصادفی :هر آزمايشی که از قبل نتوان نتيجه آن را به طور قطع بيان
کرد ،يک آزمايش تصادفی است.
مثال:
پرتاب يک تاس
نتيجه يک عمل جراحی
مدت زمانی که طول می کشد يک بيمار بهبود پيدا کند.
تعداد تکرارآزمايش تا يافتن يک مورد بيماری
تعيين گروه خون يک بيمار
فضای نمونه :به تمامی حاالت ممکنی که در يک آزمايش تصادفی رخ می دهد،
فضای نمونه می گويند .فضاي نمونه را با Sنشان مي دهند.
4
تهيه كننده :محمدرضا ميرزاده
فضاي نمونه مربوط به نتيجه يك عمل جراحي
فضاي نمونه پرتاب يك تاس (مكعب شش وجهي)
فضاي نمونه آزمايش گروه خون يك فرد
فضاي نمونه انتخاب عددي در فاصله صفر تا دو
www.M-Mirzadeh.Blogfa.Com
بهبودي ،عدم بهبودي
S
}S {1, 2, 3, 4, 5, 6
S A , O , B , AB
x | 0 x 2
S
توجه داشته باشید که هر فضاي
نمونه يك مجموعه است كه ممكن
است گسسته يا پيوسته باشند.
پيشامد
به هر زير مجموعه فضاي نمونه ،يك پيشامد ميگوئيم و پيشامدها را با حروف Aو Bو ...نشان ميدهيم
5
تهيه كننده :محمدرضا ميرزاده
فرض كنيد فضاي نمونه Sداراي nعضو است و عضوها از نظر رخ دادن همشانس هستند.
اگر Aپيشامدي از این فضاي نمونه باشد ،احتمال وقوع Aرا به صورت زير تعريف ميكنيم.
احتمال
n A
n S
www.M-Mirzadeh.Blogfa.Com
P A
تعداد عضوهای A
تعداد عضوهای S
حالتهايی كه امکان رخداد Aوجود دارد
P ( A)
همه حالتهائي كه ممكن است رخ دهد
مثال :پرتاب تاس ،مثال واضحي از فضاي نمونهاي است كه عضوهاي آن هم شانساند .يعني احتمال وقوع هر
1
است و فضای نمونه آن به صورت زیر است:
طرف آن
6
1, 2, 3, 4, 5, 6
احتمال هر یک از پيشامدهاي زیر را بدست می آوریم.
:Aپيشامد اينكه عددی فرد رو شود
1
2
:Bپيشامد رو شدن عددي كمتر از 5
6
3
6
2
3
P ( A)
n A
n S
4
6
A
n B
n S
3 P
B
n A
4 P
1, 3, 5
n B
S
A
1, 2, 3, 4
B
تهيه كننده :محمدرضا ميرزاده
قوانين
احتمال
www.M-Mirzadeh.Blogfa.Com
)1احتمال پيشامد حتمي يك (100درصد) است.
1
)2احتمال پيشامد غير ممكن صفر است.
P S
P 0
)3احتمال هر پيشامد مانند ،Aغير منفي است .
1
A
0 P
)4گر Aو Bدو پيشامد هم ارز باشند ،احتمال هاي آنها با هم مساوي است.
)5اگر Aزير مجموعه Bباشد ،احتمال Aكوچكتر يا مساوي احتمال Bاست.
قانون
جمع
احتمال
7
)6اگر ،A متمم پيشامد Aباشد.
)7اگر Aو Bدو پيشامد دلخواه باشند.
P B
), P ( A ) 1 P ( A
P A B
P B
P A
A B
P A 1 P A
P A B
P A
تهيه كننده :محمدرضا ميرزاده
www.M-Mirzadeh.Blogfa.Com
مثال 60 :درصد بيماران در يك بيمارستان بيمار قلبي 50 ،درصد بيمار كليوي و 30درصد هر دو بيماري را دارند .اگر بيماري
را به تصادف انتخاب كنيم ،احتمال اينكه:
الف) بيمار قلبي يا كليوي باشد چقدر است؟
ب) بيماري نوع ديگري داشته باشد؟
الف)اگر پيشامد Fرا انتخاب بيمار قلبي
و Wرا پيشامد انتخاب بيمار كليوي
در نظر بگيريم؛ داريم:
ب)پيشامد اينكه بيماري نوع ديگري داشته باشد،
متمم اين پيشامد است كه يا بيمار كليوي باشد يا
بيمار قلبي ،پس:
8
P F W
P W
P F
P F W
0/ 6 0/ 5 0/ 3 0/ 8
P F W 1 P F W
1 0/ 8 0/ 2
تهيه كننده :محمدرضا ميرزاده
www.M-Mirzadeh.Blogfa.Com
استقالل پيشامدها :دو پيشامد Aو Bرا مستقل ميگويند هرگاه احتمال رخ دادن
پيشامد Aبه پيشامد Bو بلعكس ربطي نداشته باشد .يعني:
) B ) P (A ) P (B
P (A
قانون
ضرب
احتمال
اگر A1 , A2 , ..., Anپیشامدهای مستقلي از فضای نمونه Sباشند به طوری که امکان رخ دادن همزمان آنها وجود
داشته باشد ،آنگاه احتمال اتفاق افتادن همزمان آنها از رابطه زير كه (قانون ضرب) به دست مي آيد.
) P ( A 1 A 2 ... A n ) P ( A 1 ).P ( A 2 / A 1 ).P ( A 3 / A 1 , A 2 )...P ( A n / A 1 , A 2 ..., A n 1
9
تهيه كننده :محمدرضا ميرزاده
مثال
www.M-Mirzadeh.Blogfa.Com
جعبهای شامل 30اسم که 5تای آن اسم دختر و بقیه پسراند 3 .اسم پشت سرهم
به تصادف از این جعبه برمیداریم و یکی بعد از دیگری قرائت ميكنيم .احتمال این
که دو اسم اول دختر و سومی اسم پسر باشد چقدر است؟
حل :اگر پیشامد های C3 ,S2 S1را به ترتیب پیشامدهای انتخاب اسم هاي دختر در استخراج
اول و دوم و اسم پسر در استخراج سوم در نظر بگيریم ،داریم:
25
1218
25
28
4
29
5
30
C 3 ) P ( S 1 ). P ( S 2 / S 1 ). P ( C 2 S 1S 2 )
S2
P ( S1
توجه :همان گونه كه مي بينيد ،اين گونه پيشامدها مستقل نيستند زيرا احتمال آنها به يكديگر
وابسته است .در اين مثال در صورتي كه اسامي برداشت شده در هر مرحله را به جاي
خود برگردانيم ،آنوقت پيشامدها مستقل بودند.
10
تهيه كننده :محمدرضا ميرزاده
www.M-Mirzadeh.Blogfa.Com
مثال :اطالعات مربوط به 100بيمار بستري در يك بيمارستان قلب به صورت جدول زير در اختيار
است.
از بين اسامي اين بيماران ،يک نفر به تصادف انتخاب ميکنيم؛
الف -احتمال اينکه سيگاري نباشد چقدر است؟ پاسخ%25 :
ب -اگر بدانيم كم سيگار مصرف ميكند ،احتمال اينكه عوارض قلبي شديد داشته باشد
چقدر است؟ پاسخ% 30 :
ج -چند درصد از بيماران غير سيگاري داراي عوارض شديد اند؟ پاسخ%24 :
عوارض مشاهده شده قلبي
جمع
35
40
25
100
11
ضعيف
18
10
14
42
متوسط
11
18
5
34
شديد
6
12
6
24
زياد
كم
عدم مصرف
جمع
مصرف
سيگار
تهيه كننده :محمدرضا ميرزاده
www.M-Mirzadeh.Blogfa.Com
احتمال تجربی
شرکت
در مطالعه
در مباحث آماري یکی از موضوعات مهمی که مطرح است دانستن توزیع احتمال متغيرهایی است که
دارند .همواره این سوال وجود دارد که چگونه می توان یک الگوی احتمال برای یک آزمایش پیدا کرد؟ یا چگونه می توان
قضاوت کرد که فالن مدل احتمال برای یک آزمایش الگویی برازنده است؟
فرض كنيد Aپيشامدي باشد كه بخواهيم احتمال آن را در یک آزمایش تصادفی حساب كنيم .براي اين كار
آزمايش را nبار تكرار ميكنيم .فرض کنید Kتعداد دفعاتي باشد كه پيشامد Aرخ می دهد .در این صورت
فراواني نسبي پيشامد Aدر nبار آزمايش را احتمال تجربی پیشامد Aمی گوییم .این احتمال با افزایش تکرار
آزمایش پایدار می شود.
فراوانی های نسبی در جدول توزیع فراوانی را می توان احتمال های تجربی
انگاشت .البته با افزایش حجم نمونه این احتماالت دقیقتر می شوند.
k
n
12
P ( A) lim
n
تهيه كننده :محمدرضا ميرزاده
www.M-Mirzadeh.Blogfa.Com
مثال :فرض کنید می خواهیم الگوی احتمال انتخاب 3کاندیدای رياست جمهوري را در یک دوره انتخابات تعیين کنیم .بر
این اساس در مورد سه كانديداي Aو Bو Cاز 1000نفر نظر خواهي کرده ایم .نتايج جمع آوري شده به صورت زیر
است:
B
احتمال تجربی انتخاب هر کاندیدا
C
نام کاندیدا
A
210 380 410
تعداد رای
0/21 0/38 0/41
فراوانی نسبی
بر ااساس این الگوی احتمال اگر جمعیت واجد شرایط رای گيری در کشور 18700000نفر باشند ،تقریبا چند نفر
به کاندیدای Bرای خواهند داد.
پاسخ 7106000نفر
13
تهيه كننده :محمدرضا ميرزاده
www.M-Mirzadeh.Blogfa.Com
مثال:
به منظور تعيين نسبت جنسيت در سال 1989يك مطالعه در ايرلند نشان داد از 51659تولد 26613تولد پسر و
بقيه دختر بودند .بنا براين احتمال تجربي تولد يك پسر در ايرلند 0/515و احتمال تجربي تولد يك دختر 0/485
است.
جالب است بدانيد بر اساس احتمال تجربي ،نسبت جنسيت در تمام نژادها روي كره زمين،
يكسان و در برابر هر 100دختر 105پسر متولد مي شود!
14
تهيه كننده :محمدرضا ميرزاده
www.M-Mirzadeh.Blogfa.Com
در محاسبه احتماالتي كه روي فضاي نمونه گسسته تعريف مي شوند ،نياز به دانستن بعض ي قواعد شمارش داريم.
قواعد متعددي براي شمارش وجود دارند كه در زير به بعض ي از آنها كه مورد استفاده بيشتري دارند ،اشاره مي كنيم.
اصل
ترتيب
تعداد حالت هايي كه مي توان از بين nش يء rش ی را کنار یکدیگر قرار داد ،ترتيب هاي rتائي از nش يء
گوییم وrاز رابطه زير به دست مي آيد:
مختلف (
) می n
n ! n ( n 1) ( n 2) ... 2 1
5! 5 4 3 2 1 120
مثال
! r
از بين 5نفر به چند حالت می توان
الف -صف های 3تائي ساخت؟
ب -صف هاي 5تايي ساخت؟
الف -صف هاي 3تايي
5 4 3 60
ب -تعداد صف هاي 5تايي
n
انتخاب با ترتیب
!5 4 3 2
!2
15
!n
r
Pn
!5
!2
!5
! 3
5
3
P5
5! 120
تهيه كننده :محمدرضا ميرزاده
www.M-Mirzadeh.Blogfa.Com
اصل
ترکیب
در بسياري از مباحث آماري موضوع انتخاب مطرح است .انتخاب rش يء از بين nش يء بدون در نظر
گرفتن ترتيب آنها ،تركيب نام دارد .تعداد ترکیب های ممکن rش ی از بين nش یء
را به صورت زیر می نویسیم:
!n
در ترکیب ،ترتیب قرار گرفتن اشیاء اهمیت ندارد
! r ! n r
انتخاب بدون ترتیب
مثال :به چند طريق ميتوان از بين 7دانشجو 3نفر از آنها را براي
شرکت در یک کنفرانس انتخاب كرد.
35
!7 6 5 4
6
16
!7
! 3! 7 3
7
3
n
r
تهيه كننده :محمدرضا ميرزاده
مثال:
www.M-Mirzadeh.Blogfa.Com
سه زن و چهار مرد به تصادف در یک صف ایستاده اند.
احتمال هر یک از پیشامدهای زیر را حساب می کنیم.
Bپیشامد اینکه سه زن کنار هم باشند؛
1
7
!3! 5
!7
) n(B
P(B)
) n(S
Cپیشامد اینکه اول صف دو مرد ،بعد سه زن و در انتها دو مرد باشند؛
1
105
17
!2! 3! 2
!7
2
) n (C
) n(S
P (C )
تهيه كننده :محمدرضا ميرزاده
مثال:
از بين 10نفر كه 4تاي آنها زن هستند 3 ،نفر انتخاب میکنیم .احتمال هر یک از
پیشامدهای زير را به دست آورید.
Aپیشامد این كه زن انتخاب نشود.
1
6
2
3
60 20
120
20
120
Bپیشامد این که حداكثر یک زن انتخاب شود.
18
www.M-Mirzadeh.Blogfa.Com
6
3
4
0
10
3
6
2
6
3
10
3
4
1
)n( A
P ( A)
) n(S
) n(B
) n(S
P(B)
تهيه كننده :محمدرضا ميرزاده
www.M-Mirzadeh.Blogfa.Com
تمرين
دانشجو پس از پايان اين فصل بايد
بتواند به سواالت اين قسمت پاسخ
دهد
19
تهيه كننده :محمدرضا ميرزاده
www.M-Mirzadeh.Blogfa.Com
-1چهار نفر داوطلب شغل معاونت اداري هستند .اگر احتمال انتخاب شدن فرد Aدو برابر احتمال
ً
انتخاب شدن فرد Bباشد و Bو Cتقريبا شانس يكسان داشته باشند و احتمال انتخاب شدن فرد C
دو برابر فرد Dباشد احتماالت زير را حساب كنيد.
الف -احتمل اينكه فرد Aانتخاب شود چقدر است؟ (متن درس)
ب -احتمال اينكه Dانتخاب نشود( .متن درس)
ج -احتمال اينكه فرد Aيا Bيا Dانتخاب شوند چقدر است؟ (متن درس)
-2بطور تصادفی از بين 5کودک واکسینه شده و 7کودک واکسینه نشده 3 ،کودک اتنخاب می کنیم:
الف -درچند حالت بیشتر از یک کودک واکسینه انتخاب می شود؟ (متن درس)
ب -احتمال اینکه کودک واکسینه شده انتخاب نشود چقدر است؟ (متن درس)
20 -3داده آماری با میانگين 12و انحراف معیار 2را با 10داده آماری دیگر با میانگين 9و انحراف معیار
3در نظربگيرید.
الف) ضريب تغييرات كل داده ها را حساب كنيد( .متن درس)
ب) یک فاصله تجربی 95درصدی برای هر دسته از داده ها و سپس برای کل داده ها ،تعیين کنید( .متن درس)
20
تهيه كننده :محمدرضا ميرزاده
www.M-Mirzadeh.Blogfa.Com
-4بطور تصادفی از بين اسامی 5دانشجوی تهرانی و 4دانشجوی شهرستانی
الف 3 -اسم با جایگذاری بر میداریم .احتمال اینکه هر 3نفر تهرانی باشند چقدر است؟ (متن درس)
ب 3 -اسم یکجا بر می داریم .احتمال اینکه دو تهرانی انتخاب شود چقدر است؟ (متن درس)
ج 3 -اسم یکی پس از دیگری و بدون جایگذاری بر می داریم .احتمال اینکه دو نفر اول شهرستانی
و نفر سوم تهرانی باشد ،چقدر است؟ (متن درس)
–5از يك جمعيت 100نفري اطالعات زير در دست است.
يك نفر به تصادف از اين جمعيت انتخاب ميكنيم،
الف – اگر بدانيم مرد است ،احتمال اينكه ترک کرده باشد؟ (متن درس)
ب -احتمال اينكه يا زن با شد يا سيگاري نباشد؟ (متن درس)
-6دو تاس را با هم پرتاب ميكنيم ،احتمال اينكه حداقل يك 6بيايد
چقدر است؟ (متن درس)
مرد
زن
جنسيت
25
5
ي
سيگار
35
15
غير سيگاري
18
2
ترك كرده
-7احتمال پسرزایی در یک خانواده 0/6است .اگر این خانواده 4فرزند داشته باشند:
الف ) در صورتي كه بدانيم دو فرزند اول دختر است ،احتمال اينكه فرزند سوم پسر و چهارم دختر باشد؟ (متن درس)
ب) احتمال اينكه اولي پسر و سه فرزند بعدي دختر باشند چقدر است؟ (متن درس)
21
تهيه كننده :محمدرضا ميرزاده
www.M-Mirzadeh.Blogfa.Com
-8در بررسي شيوع بيماري گال (بيماري پوستي با لكه هاي پررنگ) در بين 1000سرباز در يك پادگان
آموزش
نظامي:
تعداد 15نفر از ناحيه دست؛ 18نفر از ناحيه پا و 6نفر هم از ناحيه دست و هم از ناحيه پا مبتال
هستند.
چند درصد سربازان حداقل از يك ناحيه در گير اين بيماري اند؟
چه تعداد اين بيماري را ندارند؟
احتمال اينكه يك سرباز فقط از ناحيه دست مبتال باشد چقدر است؟ (متن درس)
22
تهيه كننده :محمدرضا ميرزاده
پايان
23
www.M-Mirzadeh.Blogfa.Com