דלג לתוכן

מודל השטח

מודל השטח

מודל השטח הוא דרך נוספת לתאר ניסוי דו־שלבי, אחרי טבלת התוצאות ודיאגרמת העץ. ההסתברות מצוירת בו כשטח:

  • ריבוע שהצלע שלו 1, ולכן השטח שלו 1 – כל התוצאות של הניסוי יחד;
  • כל תוצאה של הניסוי היא מלבן בתוך הריבוע;
  • ההסתברות של תוצאה היא השטח של המלבן שלה.
בניית מודל השטח
למה מכפלה: ב-35\displaystyle \frac{3}{5} מהפעמים הכדור הראשון אדום, ומתוכן, ב-25\displaystyle \frac{2}{5} מהפעמים השני כחול. 25\displaystyle \frac{2}{5} מתוך 35\displaystyle \frac{3}{5} הם 35⋅25\displaystyle \frac{3}{5}\cdot\frac{2}{5}.

בדוגמה שלפניכם נבנה את מודל השטח של ניסוי דו־שלבי.
בשקית 3 כדורים אדומים ו-2 כחולים.
מוציאים כדור, מחזירים אותו לשקית ומוציאים עוד כדור.

  • השלב הראשון: מחלקים את הריבוע לרצועות עומדות, רצועה לכל תוצאה. הרוחב של רצועה הוא ההסתברות של התוצאה: לאדום 35\displaystyle \frac{3}{5} מהרוחב, לכחול 25\displaystyle \frac{2}{5}.
  • השלב השני: חותכים כל רצועה לרוחבה. הגובה של כל חלק הוא ההסתברות של התוצאה בשלב השני.
  • השטח של מלבן: הרוחב כפול הגובה – מכפלת ההסתברויות, כמו לאורך מסלול בעץ. למשל, אדום ואחריו כחול: 35⋅25=625\displaystyle {\frac{3}{5}\cdot\frac{2}{5}}={\frac{6}{25}}.

הכדור חוזר לשקית, ולכן השלב השני לא תלוי בראשון: החיתוך נמצא באותו גובה בשתי הרצועות.

אותו ניסוי בעץ ובמודל השטח

דיאגרמת עץ ומודל השטח מראים את אותם מספרים:

  • ענף בשלב הראשון הוא רצועה, וההסתברות שעליו היא הרוחב שלה;
  • ענף בשלב השני הוא חלק של רצועה, וההסתברות שעליו היא הגובה שלו;
  • מסלול הוא מלבן, וההסתברות של המסלול היא השטח שלו.

בדוגמה שלפניכם אותו ניסוי מתואר בשתי הדרכים.
בשקית 3 כדורים אדומים ו-2 כחולים.
מוציאים כדור, לא מחזירים אותו, ומוציאים עוד כדור.

בלי החזרה השלב השני תלוי בראשון, ולכן החיתוכים בשתי הרצועות בגבהים שונים:

  • אחרי אדום נשארו בשקית 2 אדומים מתוך 4 – חצי מהגובה;
  • אחרי כחול נשארו 3 אדומים מתוך 4 – שלושה רבעים מהגובה.
מאורע במודל השטח
שאר הריבוע הוא המאורע המשלים, “שני צבעים שונים”. ההסתברות שלו: 1−25=35\displaystyle {1-\frac{2}{5}}={\frac{3}{5}}.

מאורע הוא כמה מלבנים, ולכן ההסתברות של מאורע היא סכום השטחים של המלבנים שלו.

בדוגמה שלפניכם נחשב את ההסתברות של המאורע A\displaystyle A – “שני הכדורים באותו צבע”, בשקית של הדוגמה הקודמת (בלי החזרה). המלבנים של המאורע מסומנים: אדום ואדום, כחול וכחול.

P(A)=620+220=820=25 P(A)=\frac{6}{20}+\frac{2}{20}=\frac{8}{20}=\frac{2}{5}
תרגיל 1

רולטה מחולקת לשלושה חלקים: חצי ממנה אדום, רבע כחול ורבע צהוב.
מסובבים את החץ פעמיים.

א

כתבו בכל מלבן את השטח שלו, וסמנו את המלבנים של המאורע “פעמיים אותו צבע”.

ב

חשבו את ההסתברות לקבל פעמיים אותו צבע.

    / – קו שבר · Tab או החצים – בין המונה למכנה, ואחר כך פתק מעל או מתחת · Enter – בדיקה ושורה חדשה · * – כפל · ^ – חזקה, ↓ – סוף החזקה

    / – קו שבר · Tab או החצים – בין המונה למכנה, ואחר כך פתק מעל או מתחת · Enter – שורה חדשה · * – כפל · ^ – חזקה, ↓ – סוף החזקה

    ג

    מהי ההסתברות לקבל שני צבעים שונים?

      / – קו שבר · Tab או החצים – בין המונה למכנה, ואחר כך פתק מעל או מתחת · Enter – בדיקה ושורה חדשה · * – כפל · ^ – חזקה, ↓ – סוף החזקה

      / – קו שבר · Tab או החצים – בין המונה למכנה, ואחר כך פתק מעל או מתחת · Enter – שורה חדשה · * – כפל · ^ – חזקה, ↓ – סוף החזקה

      תרגיל 2

      מטילים מטבע, ואחר כך מסובבים רולטה.
      שליש מהרולטה אדום, ושני שלישים ממנה כחולים.

      א

      כתבו את ההסתברויות בדיאגרמת העץ.

      ב

      כתבו את השטחים במודל השטח.

      ג

      איזה מספר בעץ שווה לשטח של המלבן “פלי, כחול”?
      מה הרוחב ומה הגובה של המלבן הזה, ואיפה הם מופיעים בעץ?

      תרגיל 3

      בשקית 2 כדורים ירוקים ו-3 צהובים.
      מוציאים כדור, לא מחזירים אותו, ומוציאים עוד כדור.

      א

      כתבו בכל מלבן את השטח שלו, וסמנו את המלבנים של המאורע “לפחות כדור ירוק אחד”.

      ב

      חשבו את ההסתברות של המאורע: חברו את השטחים שסימנתם.

        / – קו שבר · Tab או החצים – בין המונה למכנה, ואחר כך פתק מעל או מתחת · Enter – בדיקה ושורה חדשה · * – כפל · ^ – חזקה, ↓ – סוף החזקה

        / – קו שבר · Tab או החצים – בין המונה למכנה, ואחר כך פתק מעל או מתחת · Enter – שורה חדשה · * – כפל · ^ – חזקה, ↓ – סוף החזקה

        ג

        חשבו את אותה הסתברות בעזרת המאורע המשלים.

          / – קו שבר · Tab או החצים – בין המונה למכנה, ואחר כך פתק מעל או מתחת · Enter – בדיקה ושורה חדשה · * – כפל · ^ – חזקה, ↓ – סוף החזקה

          / – קו שבר · Tab או החצים – בין המונה למכנה, ואחר כך פתק מעל או מתחת · Enter – שורה חדשה · * – כפל · ^ – חזקה, ↓ – סוף החזקה

          תרגיל 4

          לפניכם מודל השטח של ניסוי: מוציאים משקית כדור, ואחר כך עוד כדור.

          א

          כמה כדורים היו בשקית בהתחלה, וכמה מהם מכל צבע?

          כל הכדורים

            / – קו שבר · Tab או החצים – בין המונה למכנה, ואחר כך פתק מעל או מתחת · Enter – בדיקה ושורה חדשה · * – כפל · ^ – חזקה, ↓ – סוף החזקה

            / – קו שבר · Tab או החצים – בין המונה למכנה, ואחר כך פתק מעל או מתחת · Enter – שורה חדשה · * – כפל · ^ – חזקה, ↓ – סוף החזקה

            אדומים

              / – קו שבר · Tab או החצים – בין המונה למכנה, ואחר כך פתק מעל או מתחת · Enter – בדיקה ושורה חדשה · * – כפל · ^ – חזקה, ↓ – סוף החזקה

              / – קו שבר · Tab או החצים – בין המונה למכנה, ואחר כך פתק מעל או מתחת · Enter – שורה חדשה · * – כפל · ^ – חזקה, ↓ – סוף החזקה

              כחולים

                / – קו שבר · Tab או החצים – בין המונה למכנה, ואחר כך פתק מעל או מתחת · Enter – בדיקה ושורה חדשה · * – כפל · ^ – חזקה, ↓ – סוף החזקה

                / – קו שבר · Tab או החצים – בין המונה למכנה, ואחר כך פתק מעל או מתחת · Enter – שורה חדשה · * – כפל · ^ – חזקה, ↓ – סוף החזקה

                ב

                האם הכדור הראשון הוחזר לשקית לפני ההוצאה השנייה? הסבירו לפי המודל.

                ג

                חשבו את ההסתברות ששני הכדורים באותו צבע.

                  / – קו שבר · Tab או החצים – בין המונה למכנה, ואחר כך פתק מעל או מתחת · Enter – בדיקה ושורה חדשה · * – כפל · ^ – חזקה, ↓ – סוף החזקה

                  / – קו שבר · Tab או החצים – בין המונה למכנה, ואחר כך פתק מעל או מתחת · Enter – שורה חדשה · * – כפל · ^ – חזקה, ↓ – סוף החזקה