משימה 1 - מטבעות
מטבע הוגן מוטל 10 פעמים.
מה ההסתברות לקבל 7 פעמים "עץ"?
רמז קטן: השתמשו בנוסחה $P(A) = \frac{|A|}{|\Omega|}$. מהו גודל מרחב המדגם כולו ($|\Omega|$)? לכל הטלה יש 2 אפשרויות.
רמז 1: גודל מרחב המדגם הוא $|\Omega| = 2^{10}$.
רמז 2: כדי למצוא את המונה $|A|$, אנו צריכים לבחור 7 "מיקומים" מתוך 10 שבהם ייפול "עץ" (והשאר יהיו "פלי").
רמז 3: הפעולה של "לבחור 7 מתוך 10 ללא חשיבות לסדר הבחירה" מחושבת בעזרת קומבינציות: $\binom{10}{7}$.
שלבי הפתרון
כיוון שהמטבע הוגן, כל תוצאה (סדרה של 10 עץ/פלי) היא שוות הסתברות. נשתמש במרחב הסתברות סימטרי:
לכל אחת מ-10 ההטלות יש 2 אפשרויות (עץ או פלי). $$|\Omega| = 2^{10} = 1024$$
אנו רוצים בדיוק 7 פעמים "עץ". עלינו לבחור 7 עמדות (מתוך ה-10) שבהן יופיע "עץ". מספר הדרכים לעשות זאת הוא לבחור 7 מתוך 10: $$|A| = \binom{10}{7} = \frac{10!}{7!3!} = \frac{10 \cdot 9 \cdot 8}{3 \cdot 2 \cdot 1} = 120$$
⚠️ איפה נופלים? (טעויות נפוצות)
- להכפיל בפרמוטציות סתם: סטודנטים לעיתים כופלים את התוצאה ב-$7!$ בטעות. אין צורך - הקומבינציה $\binom{n}{k}$ כבר מטפלת בסדר.
- לשכוח את ה"פלי": לפעמים שוכחים שכאשר בוחרים 7 "עץ", ממילא קבענו שה-3 הנותרים חייבים להיות "פלי". כלומר $\binom{10}{7}$ שקול לחלוטין ל-$\binom{10}{3}$.
📌 Take-Home Message:
בהטלות מטבע, ה"מקדם הבינומי" $\binom{n}{k}$ הוא החבר הכי טוב שלכם! הוא אומר לכם בכמה דרכים אפשר לפזר $k$ הצלחות לאורך $n$ ניסיונות.