확률의 뜻
STEP 1
개념 읽기
번호 순서대로 읽어요. 색 상자는 꼭 외울 것, 점선 상자는 이해만 하면 되는 예시예요.
이 개념에서 배울 것
표본공간 의 각 근원사건이 일어날 가능성이 같을 때 사건 의 확률은 이고, 어떤 사건이든 이에요.
정의 — 뜻, 외우기성질·공식 — 외우기주의 — 틀리기 쉬운 곳예 — 이해만점선 밑줄 다른 개념과 이어진 말 — 오른쪽 카드(휴대폰은 오른쪽 ‹ 탭)에서 청록 앞 개념 · 주황 뒤 개념형광 핵심 용어
1시행과 사건
정의시행·표본공간·사건
같은 조건에서 반복할 수 있고, 그 결과가 우연에 의하여 정해지는 실험이나 관찰을 시행이라 한다.
어떤 시행에서 일어날 수 있는 모든 결과의 집합을 표본공간이라 하고, 보통 로 나타낸다.
표본공간의 부분집합을 사건이라 하고, 한 개의 원소로 이루어진 사건을 근원사건이라 한다.
공집합 도 표본공간의 부분집합이므로 사건이다. 절대로 일어나지 않는 사건이다.
어떤 시행에서 일어날 수 있는 모든 결과의 집합을 표본공간이라 하고, 보통 로 나타낸다.
표본공간의 부분집합을 사건이라 하고, 한 개의 원소로 이루어진 사건을 근원사건이라 한다.
공집합 도 표본공간의 부분집합이므로 사건이다. 절대로 일어나지 않는 사건이다.
예주사위 한 개를 던지는 시행
표본공간은
짝수의 눈이 나오는 사건은
근원사건은 의 개예요.
짝수의 눈이 나오는 사건은
근원사건은 의 개예요.
학생
근원사건이랑 사건은 뭐가 달라요?
쌤
근원사건은 원소가 하나뿐인 사건이에요. 짝수의 눈이 나오는 사건 은 근원사건 을 모은 사건이에요.
서로 다른 동전 두 개
→
→
→
→
첫째 동전 가지마다 둘째 동전 가지라 표본공간의 원소는 개예요.
바로 확인방금 배운 것, 10초 문제
동전 한 개와 주사위 한 개를 동시에 던질 때 표본공간의 원소의 개수는?
자세히 보기펼치기예제왜 그런지
예서로 다른 동전 두 개를 던지는 시행
앞면을 , 뒷면을 로 나타내고 두 동전의 결과를 차례로 쓰면
서로 다른 면이 나오는 사건은
서로 다른 면이 나오는 사건은
모양이 같은 동전 두 개를 던지더라도 확률을 구할 때는 두 동전을 구별하여 표본공간을 정해요.
그래야 각 근원사건이 일어날 가능성이 같아져요. 이 점은 아래 수학적 확률에서 다시 확인해요.
2합사건·곱사건·여사건·배반사건
정의여러 가지 사건
두 사건 에 대하여 또는 가 일어나는 사건을 와 의 합사건이라 하고, 로 나타낸다.
와 가 동시에 일어나는 사건을 와 의 곱사건이라 하고, 로 나타낸다.
가 일어나지 않는 사건을 의 여사건이라 하고, 로 나타낸다.
일 때, 즉 와 가 동시에 일어나지 않을 때 와 는 서로 배반사건이라 한다.
와 가 동시에 일어나는 사건을 와 의 곱사건이라 하고, 로 나타낸다.
가 일어나지 않는 사건을 의 여사건이라 하고, 로 나타낸다.
일 때, 즉 와 가 동시에 일어나지 않을 때 와 는 서로 배반사건이라 한다.
사건을 벤 다이어그램으로
- 합사건 : ①②③ ( 또는 )
- 곱사건 : ② (동시에)
- 여사건 : ③④ ( 가 아닌 곳)
- 배반②가 비어 있어요 ()
짝수의 눈 , 이하의 눈
- : 두 원 안 전체
- : 칠한 곳
- : 의 원 밖
바로 확인방금 배운 것, 10초 문제
주사위 한 개를 던지는 시행에서 사건 의 여사건은?
또는 의 눈이 나오는 사건을 라 하면 이므로 와 는 서로 배반사건이에요.
학생
배반사건이랑 여사건은 같은 거 아니에요?
쌤
달라요. 배반은 「동시에 일어나지 않는다」만 뜻해요. 여사건은 거기에 더해, 둘을 합치면 표본공간 전체가 되어야 해요.
성질여사건과 배반사건의 관계
이므로 와 는 항상 서로 배반사건이다.
그러나 서로 배반사건이라고 해서 여사건인 것은 아니다.
위의 예에서 와 는 서로 배반사건이지만
이므로 는 의 여사건이 아니다.
그러나 서로 배반사건이라고 해서 여사건인 것은 아니다.
위의 예에서 와 는 서로 배반사건이지만
이므로 는 의 여사건이 아니다.
,
겹치는 곳이 없으니 배반사건이지만, 두 원 밖에 이 남아 있어서 는 의 여사건이 아니에요.
배반사건을 여사건으로 착각하기
✗ 틀린 풀이
이므로
왜 틀렸나 여사건이 되기 위해서는 뿐 아니라 도 함께 성립해야 한다.
✓ 바른 풀이
이므로
와 는 서로 배반사건
와 는 서로 배반사건
확인 방법: 주사위에서 과 는 동시에 일어나지 않지만 합쳐도 가 아니므로 배반사건일 뿐이다.
자세히 보기펼치기예제
예응용
배반사건의 개수
에서 사건 와 서로 배반인 사건의 개수를 구해 봐요.
와 배반인 사건은 를 원소로 갖지 않으므로 의 부분집합이에요.
원소가 개인 집합의 부분집합의 개수는
공집합 도 사건이므로 개수에 포함해요.
와 배반인 사건은 를 원소로 갖지 않으므로 의 부분집합이에요.
원소가 개인 집합의 부분집합의 개수는
공집합 도 사건이므로 개수에 포함해요.
3수학적 확률
정의확률과 수학적 확률
어떤 시행에서 사건 가 일어날 가능성을 수로 나타낸 것을 사건 의 확률이라 하고, 로 나타낸다.
표본공간 의 각 근원사건이 일어날 가능성이 모두 같은 정도로 기대될 때이것을 사건 의 수학적 확률이라 한다.
표본공간 의 각 근원사건이 일어날 가능성이 모두 같은 정도로 기대될 때이것을 사건 의 수학적 확률이라 한다.
수학적 확률을 구하는 순서
- 1표본공간을 정하고 를 구해요.같은 모양의 동전·공도 서로 구별해야 근원사건이 일어날 가능성이 같아져요.
- 2사건 가 일어나는 경우의 수 를 구해요.직접 세거나 순열·조합을 이용해요. 와 같은 방법(구별, 순서 여부)으로 세요.
- 3를 계산하여 기약분수로 나타내요.결과가 이상 이하인지 확인해요.
학생
같은 모양의 동전 두 개는 왜 구별해서 세요?
쌤
구별하지 않고 「앞면 개, 앞면 개, 앞면 개」로 잡으면 이 세 결과가 일어날 가능성이 같지 않아요. 로 구별해야 근원사건의 가능성이 모두 같아져요.
예주사위 두 개를 던질 때 눈의 수의 합이 일 확률
두 주사위를 구별하면 첫째 가지마다 둘째가 가지씩이라
합이 인 경우는
의 가지예요.
따라서 구하는 확률은
합이 인 경우는
의 가지예요.
따라서 구하는 확률은
두 주사위의 가지
칸의 수는 눈의 합
| 첫째\둘째 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
칸 하나가 근원사건 하나예요(왼쪽이 첫째, 위가 둘째 주사위). 칠한 칸이 합이 인 경우라 확률은 이에요.
바로 확인방금 배운 것, 10초 문제
주사위 두 개를 던질 때 눈의 수의 합이 일 확률은?
근원사건의 가능성이 같은지 확인하기
✗ 틀린 풀이
동전 두 개의 결과를 「앞면 개, 앞면 개, 앞면 개」 로 잡으면
서로 다른 면이 나올 확률은
서로 다른 면이 나올 확률은
왜 틀렸나 는 근원사건이 일어날 가능성이 모두 같을 때만 쓸 수 있으므로 두 동전을 구별한다.
✓ 바른 풀이
두 동전을 구별하면
서로 다른 면이 나올 확률은
서로 다른 면이 나올 확률은
바른 계산은 두 동전을 구별한 가지 중 의 가지를 센다.
확인 방법: 실제로 여러 번 던지면 서로 다른 면은 약 절반의 비율로 나온다.
확인 방법: 실제로 여러 번 던지면 서로 다른 면은 약 절반의 비율로 나온다.
합의 값을 근원사건으로 잡기
✗ 틀린 풀이
두 눈의 합은 의 가지이므로
합이 일 확률은
합이 일 확률은
왜 틀렸나 두 눈의 합의 값들은 일어날 가능성이 서로 다르므로 두 주사위를 구별한 가지로 센다.
✓ 바른 풀이
두 주사위를 구별한 가지 중 합이 인 것은 가지이므로
합이 인 경우는 가지, 합이 인 경우는 가지로 가능성이 서로 달라요.
같은 색의 공을 구별하지 않기
✗ 틀린 풀이
꺼낸 공의 색은 (흰, 흰), (흰, 검), (검, 검) 의 가지이므로
모두 흰 공일 확률은
모두 흰 공일 확률은
왜 틀렸나 같은 색의 공도 서로 다른 것으로 구별해야 근원사건이 일어날 가능성이 같아진다.
✓ 바른 풀이
공을 모두 구별하면
바른 계산은 공 개를 모두 구별하여 가지 중 흰 공 개인 가지를 센다.
자세히 보기펼치기예제 2성질 더 보기
4통계적 확률
압정을 던지는 시행처럼 근원사건이 일어날 가능성이 같지 않으면 수학적 확률을 쓸 수 없어요.
이때는 실제로 여러 번 반복하여 얻은 상대도수로 확률을 정해요.
정의상대도수와 통계적 확률
같은 시행을 번 반복하여 사건 가 번 일어났을 때 을 사건 가 일어난 상대도수 라 한다.
을 한없이 크게 할 때 상대도수 이 일정한 값 에 가까워지면, 이 값 를 사건 의 통계적 확률이라 한다.
을 한없이 크게 할 때 상대도수 이 일정한 값 에 가까워지면, 이 값 를 사건 의 통계적 확률이라 한다.
학생
을 한없이 크게 할 수는 없잖아요?
쌤
그래서 실제로는 시행 횟수가 충분히 클 때의 상대도수를 통계적 확률로 봐요. 횟수가 적으면 상대도수가 확률과 꽤 다를 수 있어요.
예압정을 번 던져 바늘이 위로 향한 횟수가 번일 때
바늘이 위로 향할 통계적 확률은
상대도수가 확률에 가까우므로 (횟수) (던진 횟수) (확률)이에요.
이 압정을 번 던지면 바늘이 위로 향하는 횟수는 약
상대도수가 확률에 가까우므로 (횟수) (던진 횟수) (확률)이에요.
이 압정을 번 던지면 바늘이 위로 향하는 횟수는 약
바로 확인방금 배운 것, 10초 문제
어떤 압정을 번 던져 바늘이 위로 향한 횟수가 번일 때, 바늘이 위로 향할 통계적 확률은?
적은 횟수의 결과를 확률로 보기
✗ 틀린 풀이
동전을 번 던져 앞면이 번 나왔으므로
앞면이 나올 확률은
앞면이 나올 확률은
왜 틀렸나 확률은 시행 횟수를 충분히 크게 했을 때 상대도수가 가까워지는 값이므로 동전의 앞면은 이다.
✓ 바른 풀이
앞면이 나올 확률은
은 이 번의 상대도수이다.
은 이 번의 상대도수이다.
적은 횟수의 상대도수는 확률과 크게 다를 수 있다.
던지는 횟수를 늘릴수록 상대도수는 에 가까워진다.
던지는 횟수를 늘릴수록 상대도수는 에 가까워진다.
자세히 보기펼치기왜 그런지
수학적 확률이 정해진 시행에서도 시행 횟수를 충분히 크게 하면 상대도수는 수학적 확률에 가까워져요.
5기하적 확률
정의기하적 확률
연속적인 영역에서 임의로 한 점을 택할 때처럼 경우의 수를 셀 수 없으면, 영역의 크기(길이, 넓이, 부피)의 비로 확률을 정한다.이것을 기하적 확률이라 한다. 영역의 어느 곳이 택해질 가능성도 같다고 본다.
연속확률변수의 확률도 이처럼 넓이로 구한다.
연속확률변수의 확률도 이처럼 넓이로 구한다.
학생
점은 셀 수 없이 많은데 왜 길이나 넓이로 나눠도 돼요?
쌤
영역의 어느 곳이 택해질 가능성도 같다고 보니까, 어떤 부분에 떨어질 가능성은 그 부분의 크기에 비례해요. 그래서 크기의 비가 확률이 돼요.
예길이의 비와 넓이의 비
이상 이하의 실수 중에서 임의로 하나를 택할 때 이상 이하일 확률은 길이의 비로
반지름의 길이가 인 원 모양의 과녁에 화살을 쏠 때, 중심이 같고 반지름의 길이가 인 원 안에 맞을 확률은 넓이의 비로
(화살은 과녁을 벗어나지 않아요.)
반지름의 길이가 인 원 모양의 과녁에 화살을 쏠 때, 중심이 같고 반지름의 길이가 인 원 안에 맞을 확률은 넓이의 비로
(화살은 과녁을 벗어나지 않아요.)
반지름 인 과녁과 반지름 인 원
바로 확인방금 배운 것, 10초 문제
반지름의 길이가 인 원 모양의 과녁에 화살을 쏠 때, 중심이 같고 반지름의 길이가 인 원 안에 맞을 확률은? (화살은 과녁을 벗어나지 않는다)
평면 영역에서 길이의 비 쓰기
✗ 틀린 풀이
반지름의 비로
왜 틀렸나 화살이 맞는 곳은 평면 위의 점이므로 이 확률은 길이가 아니라 넓이의 비로 구한다.
✓ 바른 풀이
넓이의 비로
확인 방법: 반지름이 배이면 넓이는 배이다.
자세히 보기펼치기그림
이상 이하에서 이상 이하
길이의 비로 예요.
6확률의 기본 성질
사건 는 표본공간의 부분집합이라 예요. 각 변을 로 나누면 확률의 기본 성질이 나와요.
공식확률의 기본 성질
임의의 사건
반드시 일어나는 사건
절대로 일어나지 않는 사건
학생
계산한 확률이 보다 크게 나오면요?
쌤
계산이 어딘가 틀린 거예요. 겹치는 경우를 두 번 세었거나 를 작게 센 경우가 많아요. 답이 이상 이하인지 꼭 확인해요.
바로 확인방금 배운 것, 10초 문제
다음 중 어떤 사건의 확률이 될 수 없는 값은?
자세히 보기펼치기성질 더 보기외우기 카드
성질왜 인가
사건 는 표본공간의 부분집합이므로 이다.
각 변을 로 나누면
즉 이다.
는 반드시 일어나는 사건이므로
은 절대로 일어나지 않는 사건이므로
각 변을 로 나누면
즉 이다.
는 반드시 일어나는 사건이므로
은 절대로 일어나지 않는 사건이므로
공식 외우기 — 가리고 떠올리기
□ 에 들어갈 것을 종이에 써 보고 「정답 보기」로 확인하세요. 맞혔으면 「더 가리기」로 넘어가요. 마지막 단계는 오른쪽 전체를 가려요.
단계 1 / 2(사건의 경우의 수) ÷ (모든 경우의 수)
단계 1 / 1
단계 1 / 1
성질검산하는 방법
구한 확률이 음수이거나 보다 크면 계산이 잘못된 것이다.
주사위 두 개처럼 표본공간이 작으면 표를 그려 직접 세어 확인한다.
분모 와 분자 를 같은 방법(모두 구별, 순서를 생각하는지 여부)으로 셌는지 확인한다.
주사위 두 개처럼 표본공간이 작으면 표를 그려 직접 세어 확인한다.
분모 와 분자 를 같은 방법(모두 구별, 순서를 생각하는지 여부)으로 셌는지 확인한다.
✗ 자주 하는 실수
- 모양이 같은 동전이나 같은 색의 공을 구별하지 않고 표본공간을 잡아, 일어날 가능성이 다른 결과를 근원사건처럼 세요.
- 서로 배반인 사건을 여사건과 같은 것으로 생각해요. 여사건은 배반이면서 두 사건의 합사건이 표본공간 전체여야 해요.
- 공집합 을 사건으로 세지 않거나, 계산한 확률이 보다 큰데도 그대로 답해요.
STEP 2
예제로 익히기
풀이를 보기 전에 먼저 직접 풀어 보고, 한 단계씩 펼쳐 확인하세요.
- 예제 1서로 다른 주사위 두 개를 동시에 던질 때, 나오는 눈의 수의 합이 일 확률을 구하시오.
- 예제 2흰 공 개, 검은 공 개가 들어 있는 주머니에서 개의 공을 동시에 꺼낼 때, 흰 공과 검은 공이 개씩 나올 확률을 구하시오.
- 예제 3남학생 명, 여학생 명을 일렬로 세울 때, 여학생끼리 이웃하여 설 확률을 구하시오.
다음 공부
이전 개념: 이항정리설명에서 참고한 다른 과목 개념: 공통수학2 집합의 연산, 중1 도수분포표와 그래프, 공통수학2 집합의 뜻과 표현, 공통수학2 부분집합의 개수, 중2 확률과 그 기본 성질, 공통수학1 조합, 공통수학1 순열확률과 통계 목차