পরিসংখ্যান
সম্ভাবনার মূল কথা: একটি ব্যবহারিক ভূমিকা
লেখক MathSolver Pro Editorial Team · প্রকাশিত
সম্ভাবনা 0 থেকে 1 মাপকাঠিতে মাপে একটি ঘটনা কতটা সম্ভাব্য। পূরক, সংযোগ, স্বাধীন ও নির্ভরশীল ঘটনা এবং শর্তসাপেক্ষ সম্ভাবনার হাতে গোনা কয়েকটি নিয়ম বেশিরভাগ সমস্যার সমাধান করে, আর চিরায়ত ফাঁদগুলো জানা থাকলে বেশিরভাগ ভুল এড়ানো যায়।
ফলাফল, ঘটনা ও সম্ভাবনার মাপকাঠি
সম্ভাবনা শুরু হয় একটি পরীক্ষা দিয়ে, যেমন একটি ছক্কা গড়ানো, এবং তার নমুনাক্ষেত্র দিয়ে, অর্থাৎ সব সম্ভাব্য ফলাফলের সেট। একটি আদর্শ ছক্কার একবার গড়ানোর নমুনাক্ষেত্র । ঘটনা হলো ফলাফলের যেকোনো সংগ্রহ, যেমন একটি জোড় সংখ্যা ওঠা, যা সেট।
প্রতিটি সম্ভাবনা 0 ও 1-এর মধ্যে থাকে। সম্ভাবনা 0 মানে ঘটনাটি ঘটতে পারে না, 1 মানে এটি নিশ্চিত, আর 0.5 মানে এটি ঘটা ও না ঘটা সমান সম্ভাব্য। সম্ভাবনা ভগ্নাংশ, দশমিক বা শতাংশে লেখা যায়, তাই , 0.25 ও 25 শতাংশ একই কথা বোঝায়। সব ফলাফল সমসম্ভাব্য হলে একটি ঘটনার সম্ভাবনা একটি সরল অনুপাত:
তাই জোড় সংখ্যা ওঠার সম্ভাবনা । দুটি ছক্কায় টি সমসম্ভাব্য ক্রমযুক্ত ফলাফল আছে, এবং তাদের ছয়টিতে যোগফল 7 হয়, যথা (1,6), (2,5), (3,4), (4,3), (5,2) ও (6,1), তাই । বড় সমস্যায় ফলাফল গোনার কৌশলগুলো আছে বিন্যাস ও সমাবেশ নিবন্ধে।
পূরকের নিয়ম
একটি ঘটনা -এর পূরক হলো -তে নেই এমন সবকিছু। একটি না একটি ঘটতেই হবে বলে তাদের সম্ভাবনার যোগফল 1:
উদাহরণ 1: অন্তত একটি ছয়
- একটি ছক্কা চারবার গড়ালে অন্তত একবার ছয় ওঠার সম্ভাবনা কত?
- অন্তত একটি ছয় পাওয়ার সব উপায় গোনা জটিল, তাই পূরক নিয়ে কাজ করুন: একটিও ছয় নয়।
- প্রতিবার গড়ানোয় ছয় না ওঠার সম্ভাবনা , তাই চারবারেই না ওঠার সম্ভাবনা ।
- ।
প্রশ্নে যখনই অন্তত একটি বলা থাকে, আগে পূরক চেষ্টা করুন। এটি প্রায় সবসময় একটি দীর্ঘ হিসাবকে সংক্ষিপ্ত করে দেয়।
যোগের নিয়ম: A অথবা B
অথবা ঘটার, বা দুটিই ঘটার, সম্ভাবনা পাওয়া যায় তাদের সম্ভাবনা যোগ করে এবং সাধারণ অংশ বিয়োগ করে, যা নইলে দুবার গোনা হতো:
একটি আদর্শ 52-তাসের প্যাকেট থেকে একটি তাস টানলে হরতন বা সাহেব পাওয়ার সম্ভাবনা , কারণ হরতনের সাহেব দুই দলেরই অন্তর্ভুক্ত। যে ঘটনাগুলো একসঙ্গে ঘটতে পারে না, যেমন একবার গড়ানোয় 2 ওঠা ও 5 ওঠা, সেগুলো পরস্পর বর্জনশীল। তাদের সাধারণ অংশ শূন্য, তাই তাদের সম্ভাবনা কেবল যোগ হয়।
গুণের নিয়ম: A এবং B
দুটি ঘটনা স্বাধীন, যখন একটির ফলাফল অন্যটির সম্ভাবনা বদলায় না, যেমন আলাদা আলাদা মুদ্রা নিক্ষেপ। স্বাধীন ঘটনার জন্য গুণ করুন:
তাই দুবার নিক্ষেপে দুবার হেড ওঠার সম্ভাবনা । ঘটনাগুলো নির্ভরশীল হলে দ্বিতীয় সম্ভাবনায় আগে যা ঘটেছে তার প্রতিফলন থাকতে হবে। ফেরত না দিয়ে দুটি তাস টানলে দুটিই টেক্কা হওয়ার সম্ভাবনা , কারণ একটি টেক্কা সরিয়ে নেওয়ার পর 51টি তাসের মধ্যে কেবল 3টি টেক্কা থাকে।
শর্তসাপেক্ষ সম্ভাবনা ও বেইজের উপপাদ্য
শর্তসাপেক্ষ সম্ভাবনা হলো ঘটেছে জানা থাকলে -এর সম্ভাবনা, যা লেখা হয়। জানা থাকলে নমুনাক্ষেত্র সংকুচিত হয়ে কেবল -তে দাঁড়ায়:
বেইজের উপপাদ্য একটি শর্তসাপেক্ষ সম্ভাবনাকে উল্টে দেয়, -কে -তে পরিণত করে। এর সবচেয়ে বিখ্যাত প্রয়োগ দেখায়, একটি পজিটিভ মেডিকেল টেস্ট যতটা শোনায় ততটা উদ্বেগজনক কেন নাও হতে পারে।
উদাহরণ 2: একটি পজিটিভ টেস্টের ফল
- একটি রোগ 1 শতাংশ মানুষের হয়। একটি টেস্ট 90 শতাংশ ক্ষেত্রে রোগটি শনাক্ত করে, কিন্তু 5 শতাংশ সুস্থ মানুষের ক্ষেত্রেও ভুল পজিটিভ দেখায়।
- 10,000 জন মানুষ কল্পনা করুন। প্রায় 100 জনের রোগটি আছে, এবং তাদের 90 জনের টেস্ট পজিটিভ আসে।
- 9,900 জন সুস্থ মানুষের 5 শতাংশ, অর্থাৎ 495 জনের টেস্টও পজিটিভ আসে।
- তাই 585 জনের টেস্ট পজিটিভ, এবং তাদের মাত্র 90 জনের রোগটি আছে: ।
- টেস্টটি নির্ভুল হলেও একটি পজিটিভ ফলের মানে রোগটি থাকার মাত্র প্রায় 15 শতাংশ সম্ভাবনা, কারণ রোগটি বিরল।
প্রত্যাশিত মান
একটি খেলা বা দৈব রাশির প্রত্যাশিত মান হলো দীর্ঘমেয়াদি গড় ফলাফল, যা পাওয়া যায় প্রতিটি ফলাফলকে তার সম্ভাবনা দিয়ে গুণ করে যোগ করলে:
ধরুন একটি খেলায় ছক্কায় ছয় উঠলে 10 ডলার পাওয়া যায় এবং অন্যথায় 2 ডলার খরচ হয়। প্রত্যাশিত মান , তাই খেলাটি ন্যায্য: বহুবার খেললে আপনি লাভ-ক্ষতিহীন থাকার আশা করবেন। ক্যাসিনোর খেলাগুলো খেলোয়াড়ের জন্য সামান্য ঋণাত্মক প্রত্যাশিত মান রেখে নকশা করা হয়, আর এভাবেই একক খেলোয়াড়েরা মাঝে মাঝে জিতলেও লাখো বাজিতে ক্যাসিনো লাভ করে। বিমাও অন্য দিক থেকে একই নীতিতে চলে: বিমাকারী দাবি মেটাতে যত দেওয়ার আশা করে, প্রিমিয়ামে তার চেয়ে সামান্য বেশি সংগ্রহ করে।
প্রচলিত ফাঁদ
- জুয়াড়ির ভ্রান্তি: একটি ন্যায্য রুলেট চাকায় পরপর পাঁচবার লাল ওঠার পর কালো ওঠা পাওনা হয়ে যায় না। প্রতিটি ঘূর্ণন স্বাধীন, তাই সম্ভাবনা অপরিবর্তিত।
- সাধারণ অংশ বিয়োগ না করে পরস্পর-ব্যাপী ঘটনার সম্ভাবনা যোগ করা, যা 1-এর চেয়ে বড় সম্ভাবনা দিতে পারে।
- স্বাধীন নয় এমন ঘটনার সম্ভাবনা গুণ করা।
- -কে -এর সঙ্গে গুলিয়ে ফেলা, যেমন মেডিকেল টেস্টের উদাহরণে।
- কাকতালীয় ঘটনাকে খাটো করে দেখা: মাত্র 23 জনের একটি দলে দুজনের জন্মদিন একই হওয়ার সম্ভাবনা প্রায় 50.7 শতাংশ।
বৃহৎ সংখ্যার নিয়ম ব্যাখ্যা করে সম্ভাবনা আসলে কী প্রতিশ্রুতি দেয়: একটি পরীক্ষা বহুবার পুনরাবৃত্তি করলে একটি ঘটনা যত অনুপাতে ঘটে তা তার সম্ভাবনার কাছাকাছি স্থির হয়। ফলাফলের কোনো স্বল্প ধারা সম্পর্কে এটি কোনো প্রতিশ্রুতি দেয় না। সম্ভাবনা ক্যালকুলেটর ধাপসহ একক, যৌগিক ও শর্তসাপেক্ষ ঘটনা সামলায়, আর বিন্যাস ও সমাবেশ ক্যালকুলেটর সেই ফলাফলগুলো গোনে, যা অনেক সম্ভাবনার সমস্যায় দরকার।
বহুধাপের সমস্যায় বৃক্ষচিত্র
একটি পরীক্ষা ধাপে ধাপে ঘটলে বৃক্ষচিত্র প্রতিটি পথের হিসাব রাখে। প্রতিটি শাখায় তার সম্ভাবনা লেখা থাকে, একটি পথ বরাবর গুণ করলে পুরো ক্রমটির সম্ভাবনা পাওয়া যায়, এবং কাঙ্ক্ষিত ঘটনা যে পথগুলো নিয়ে গঠিত সেগুলো যোগ করতে হয়।
উদাহরণ 3: একটি থলে থেকে দুবার টানা
- একটি থলেতে 3টি লাল ও 2টি নীল মার্বেল আছে। ফেরত না দিয়ে দুটি টানা হলো। দুটি একই রঙের হওয়ার সম্ভাবনা কত?
- লাল তারপর লাল: ।
- নীল তারপর নীল: ।
- দুটি পথ যোগ করুন: ।
- যাচাই: মিশ্র দুটি পথ দেয় , এবং , যেমনটি সব পথ মিলে হতেই হবে।
বৃক্ষচিত্র গুণের নিয়মকে দৃশ্যমান করে এবং ধাপগুলোর মধ্যে সম্ভাবনা কোথায় বদলায় তা স্পষ্ট দেখায়। বেইজের উপপাদ্যের সমস্যা সাজানোরও এটি সবচেয়ে নির্ভরযোগ্য উপায়, কারণ দ্বিতীয় ধাপের প্রতিটি শাখাই একটি শর্তসাপেক্ষ সম্ভাবনা।
প্রায়ই জিজ্ঞাসিত প্রশ্ন
স্বাধীন ও পরস্পর বর্জনশীল ঘটনার মধ্যে পার্থক্য কী?
স্বাধীন ঘটনা পরস্পরের সম্ভাবনায় প্রভাব ফেলে না, যেমন দুটি মুদ্রা নিক্ষেপ। পরস্পর বর্জনশীল ঘটনা দুটিই ঘটতে পারে না, যেমন একটি ছক্কায় একবারে 2 ও 5 ওঠা। ধনাত্মক সম্ভাবনার দুটি ঘটনা একই সঙ্গে স্বাধীন ও পরস্পর বর্জনশীল হতে পারে না।
সম্ভাবনা কি 1-এর চেয়ে বড় হতে পারে?
না। সম্ভাবনা সবসময় 0 ও 1-এর মধ্যে থাকে, দুটি প্রান্তসহ। হিসাবে বড় মান এলে সম্ভবত কোনো সাধারণ অংশ দুবার গোনা হয়েছে।
বাজির অনুপাত কীভাবে সম্ভাবনায় রূপান্তরিত হয়?
বাজির অনুপাত অনুকূল ফলাফলকে প্রতিকূল ফলাফলের সঙ্গে তুলনা করে, আর সম্ভাবনা অনুকূল ফলাফলকে সব ফলাফলের সঙ্গে তুলনা করে। পক্ষে a বনাম b অনুপাত মানে সম্ভাবনা a ভাগ a + b, তাই কোনো ঘটনার বিপক্ষে 3 বনাম 1 অনুপাত মানে সম্ভাবনা 4-এ 1।
পরীক্ষালব্ধ সম্ভাবনা কি তাত্ত্বিক সম্ভাবনার সমান?
পরীক্ষালব্ধ সম্ভাবনা হলো প্রকৃত পরীক্ষায় পর্যবেক্ষিত অনুপাত, আর তাত্ত্বিক সম্ভাবনা মডেল থেকে হিসাব করা হয়। পরীক্ষার সংখ্যা বাড়লে পরীক্ষালব্ধ মান তাত্ত্বিক মানের কাছাকাছি যেতে থাকে।
বৃষ্টির 30 শতাংশ সম্ভাবনা আসলে কী বোঝায়?
এর মানে এ রকম আবহাওয়ার দিনগুলোতে পূর্বাভাসের স্থানে প্রায় 30 শতাংশ ক্ষেত্রে মাপার মতো বৃষ্টি হয়। এর মানে দিনের 30 শতাংশ সময় বা এলাকার 30 শতাংশ জুড়ে বৃষ্টি নয়।