Problema di probabilità combinatoria

Messaggioda simox2 » 01/03/2015, 20:13

Un saluto a tutti,

Ho un dubbio nel modellare matematicamente un problema di combinatoria.
Il testo dell'esercizio è:

"Dato un mazzo di 40 carte, se ne estraggono 5 a caso. Calcolare la probabilità di avere almeno 2 assi in questo mazzo di 5 carte, sapendo che il numero di assi in totale sono 4.".

La prima forma di risolvere questo problema è di definire lo spazio di probabilità come segue:

\(\displaystyle \begin{aligned}
& X = \text{sono stati estratti almeno 2 assi}\\
& A = \text{la carta è un asso}\\
& N = \text{la carta non è un asso}\\
& \Omega = \{AAAAN,AAANN,AANNN,ANNNN,NNNNN \} \\
\end{aligned} \)

Quindi

\(\displaystyle P(X) = {3 \over 5} \)

Spero che il mio approccio sia corretto e di non aver tralasciato nessun dettaglio.
Voglio risolverlo con il metodo combinatorio, da cui, il numero di combinazioni possibili con mazzetti da 5 carte diverse è:

\(\displaystyle \Omega = \binom{40}{5} = {40! \over 5!(40 -5)!} = 658008 \)

Però non mi è chiaro come calcolare il numero di casi favorevoli..
Qualcuno mi può aiutare a capire meglio ?
Ringrazio in anticipo.

:smt039
simox2
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Re: Problema di probabilità combinatoria

Messaggioda simox2 » 01/03/2015, 21:00

Nell'ultimo calcolo c'era un errore che ho corretto.
simox2
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Re: Problema di probabilità combinatoria

Messaggioda nino_ » 01/03/2015, 21:40

Le 5 partizioni non sono equiprobabili.

AAAAN ----------> $C(4,4) * C(36,1) = 36 $
AAANN ----------> $C(4,3) * C(36,2) = 2520 $
AANNN ----------> $C(4,2) * C(36,3) = 42840 $
ANNNN ----------> $C(4,1) * C(36,4) = 235620 $
NNNNN ----------> $C(4,0) * C(36,5) = 376992 $

La somma dei primi 3 casi è $= 45396$; i casi totali (combinazioni di 40 carte a gruppi di 5) sono, come hai detto, $ = 658008$ e quindi la probabilità di avere almeno 2 assi è $=0,06899$
nino_
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Re: Problema di probabilità combinatoria

Messaggioda simox2 » 01/03/2015, 22:08

Grazie, ora mi è più chiaro.

A questo punto ne deduco che non posso applicare il primo metodo che stavo applicando perché i risultati non coincidono.
Mi rimane un dubbio concettuale ma vedo di ragionarci sopra. Semmai chiedo.

Di nuovo grazie per questo esempio molto chiaro.
Ciao!
simox2
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Re: Problema di probabilità combinatoria

Messaggioda igno1000 » 08/03/2015, 13:55

ciao a tutti,
questo post era quello che cercavo, ma avrei bisogno di qualche chiarimento. Premetto che ho studiato solo matematica di base tantissimi anni fa, perciò abbiate pietà di me :D

1) immagino che le probabilità di estrarre 4 Assi siano le stesse di estrarre 4 Re, ma se io volessi dare un punteggio in base al numero di carte uguali estratte, calcolato appunto in base alle probabilità, ma chiedendo al giocatore di "indovinare" quale carta vuole estrarre e dando un certo punteggio se ne estrae 4 uguali + un bonus se le carte uguali corrispondono alla carta scelta in partenza? Esempio: il giocatore decide che vuole trovare l'Asso. Estrae 5 carte e trova 3 Re e 2 Assi. Voglio dargli tot punti perché ha estratto 3 carte uguali (quante probabilità di estrarre 3 Re?) + tot punti perché ha estratto 2 carte uguali (quante di estrarre 2 Assi?) e un bonus perché ha estratto 2 carte uguali del valore prestabilito (quante probabilità di trovare 2 carte uguali proprio di un certo valore? immagino siano meno)
Alle prime due domande mi pare sia stato risposto nel post, ma per la terza come cambia la formula?

2) Se le carte estratte fossero meno del numero totale di Assi, ovvero se volessi estrarre solo 3 carte, devo cambiare solo il secondo valore della formula COMBINAZIONE ? ovvero

AAA = C(4,3)$*$C(36,0)
AAN = C(4,2)$*$C(36,1)
ANN = C(4,1)$*$C(36,2)
NNN = C(4,0)$*$C(36,3)

e il resto rimane uguale?

Grazie mille e buona giornata
igno1000
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Re: Problema di probabilità combinatoria

Messaggioda nino_ » 08/03/2015, 15:50

OK per i casi favorevoli della 2) (con l'avvertenza che i casi totali ora sono $ C(40,3) = 9880 $)

Non ho capito il chiarimento che chiedi con la domanda 1)
nino_
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Re: Problema di probabilità combinatoria

Messaggioda igno1000 » 08/03/2015, 16:33

grazie per la risposta nino_,
cerco di spiegarmi meglio per la prima domanda.
supponiamo un gioco in cui per guadagnare dei punti devo estrarre almeno 2 carte dello stesso valore(es. 2 Assi).
Se ne estraggo 2 prendo supponiamo 10 punti, se ne estraggo 3 ne prendo 20, se li estraggo tutti guadagno 30 punti.
Questo perchè è più facile estarne 2 uguali che non tutte 4.

A questo punto voglio introdurre un elemento per rendere il gioco più "impegnativo". Chiedo al giocatore di "scommettere" prima sul valore delle carte che estrae. Il giocatore scommette sul Re:
- caso 1: estrae 3 Assi e due carte diverse,
- caso 2: estrae 3 Re e due carte diverse
Mantenendo il punteggio di prima gli do 20 punti (3 carte uguali) in entrambi i casi, ma nel secondo caso voglio dargli dei punti in più perché ha estratto proprio la carta su cui aveva scommesso. La mia domanda era: quante probabilità ci sono di estrarre 3 carte uguali su 5 e di indovinare proprio il Re? sono sicuramente meno che di indovinare 3 carte uguali di qualunque altro valore, giusto? In che modo la formula per calcolare le probabilità di estrarre 3 carte uguali dev'essere modificata per introdurre anche questo elemento? basta che moltiplichi il numero di probabilità per il numero dei valori delle carte (asso, re, regina, fante, ecc.)?

Un po' come nel gioco del lotto. Se scommetto sul numero 5 sulla ruota di Roma, ho un certo numero di probabilità che esca, ma quante probabilità ho che esca proprio nella prima posizione? basta che moltiplichi il numero di probabilità calcolato prima per il numero di posizioni o è più complesso?

Spero di essermi spiegata meglio ora
Grazie per la pazienza
igno1000
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Re: Problema di probabilità combinatoria

Messaggioda nino_ » 08/03/2015, 18:30

Allora, la probabilità di avere servito un tris (o qualunque altra formazione es. coppia o poker) determinato (cioè previsto e su cui si scommette) è ricavabile con la formula indicata prima.

Es. probabilità di avere un tris o un full di re = $ (C(4,3)*C(36,2))/(C(40,5)) $

Invece la probabilità di avere un tris o full di qualsiasi valore è ovviamente 10 volte maggiore (per un mazzo di 40 carte).
Esattamente come per il lotto, in cui la probabilità dell'estratto su una ruota è $5/90$, mentre per l'estratto con posizione determinata è $1/90$.

Per distinguere il tris semplice dal full devi fare:

probabilità tris = $ (10*C(4,3)*(36*32)/2)/(C(40,5)) = 0,0350148$

probabilità full = $ (10*C(4,3)*(36*3)/2)/(C(40,5)) = 0,0032826$
nino_
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Re: Problema di probabilità combinatoria

Messaggioda igno1000 » 08/03/2015, 19:27

grazie infinite nino_,
ora mi studio le formule. Mi viene voglia di studiare sul serio :-D
grazie ancora e buona serata
igno1000
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