树形图

本文解释什么是树形图以及它是如何制作的。因此,您将找到树结构的示例、此类图表的优点,此外还有逐步解决的练习。

什么是树?

树图,也称为概率树,是实验所有可能结果及其概率的图形表示。

因此,树形图用于绘制样本空间中所有可能的结果并计算它们的概率。

树形图的制作方式是每个结果(节点)分支成新的可能结果(分支),直到达到最终结果。

应该记住,从一个节点发出的所有分支的概率之和必须等于 1。

如何制作树形图

创建树,必须执行以下步骤:

  1. 创建树形图的第一步是为每个可能的结果绘制一个分支。这些将是第一代分支。
  2. 然后,与每个事件相关的概率被添加到其相应的分支。
  3. 每个第一代分支的末端是一个节点,必须从该节点表示后续可能事件的分支。
  4. 与第一个分支一样,我们必须添加所表示事件的概率。
  5. 重复步骤 3 和 4,直到到达最终节点,即实验的可能结束。

请注意,一个级别中的分支数量不一定必须等于不同级别中的分支数量。同样,即使在同一级别内,可能结果产生的分支数量也可能有所不同。

树的例子

现在我们已经了解了创建树形图的定义和理论,让我们逐步看一个现实世界的示例,以更好地理解这个概念。

  • 构建三个独立硬币抛硬币的概率树。然后确定所有 3 次抛掷都获得正面的概率。

抽签的时候,只有两种可能的结果:正面或反面。因此,抛硬币时正面或反面出现的概率为:

P(\text{cara})=\cfrac{1}{2}=0,5

P(\text{cruz})=\cfrac{1}{2}=0,5

一旦我们知道了可能结果的概率,我们就可以继续表示树形图。

由于抛硬币是独立的,因此每次抛硬币出现正面或反面的概率始终相同。因此,为了构建树,每次抛出时必须以相同的概率表示两个分支(头和尾)。

树形图示例,抛三枚硬币

一旦我们制作了树,我们所要做的就是确定抛三枚硬币的概率。

计算树形图可能结果的概率,必须将所有相邻分支的概率相乘。

因此,在这种情况下,我们必须乘以所有获得正面的概率,因为这些是引导我们到达期望结果的路径的概率。

树形图,概率计算

因此,抛三次硬币得到正面的概率计算如下:

P(\text{cara-cara-cara})=0,5\cdot 0,5\cdot 0,5=0,125

简而言之,连续 3 次正面朝上的概率为 12.5%。

解决树练习

一个村庄只有3所托儿所:60%的孩子去A托儿所,30%去B托儿所,10%去C托儿所。此外,在这3所托儿所中,55%的人是女孩。构建树并计算以下概率:

  • 随机选择一个孩子时,该孩子是日托中心女孩的概率 B.
  • 从任何日托中心随机选择一个孩子时,该孩子是男孩的概率。

请注意,如果所有日托机构中女孩的比例为 55%,则男孩的百分比只需减去 1 减去 0.55 即可计算得出:

P(\text{chico})=1-0,55=0,45

现在我们知道了所有的概率,我们可以创建包含所有可能性的概率树:

解决树练习

因此,从日托 B 中随机选择一个女孩的概率计算如下:

P(\text{chica guarder\'ia B})=0,30\cdot 0,55=\bm{0,165}

另一方面,要确定在任何日托中心选择男孩的概率,我们必须首先找到每个日托中心选择男孩的概率,然后将它们加在一起:

P(\text{chico guarder\'ia A})=0,6\cdot 0,45=0,27

P(\text{chico guarder\'ia B})=0,30\cdot 0,45=0,135

P(\text{chico guarder\'ia C})=0,10\cdot 0,45=0,045

P(\text{chico guarder\'ia A, B o C})=0,27+0,135+0,045=\bm{0,45}

树结构的优点

由于树结构的特点,此类统计图的优点如下:

  • 树形图对于做出决策非常有用。
  • 所有可能结果之间的关系可以用图形表示。
  • 查找问题的根本原因非常方便。
  • 使解决概率和统计问题变得更加容易。
  • 树形图有助于组织想法和分析情况。

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