중학교 확률과 통계

확률

확률은 불확실한 일이 일어날 가능성을 \(0\)과 \(1\) 사이의 수로 나타낸 것입니다. 실험에서 얻은 상대도수와 경우의 수를 이용한 확률을 연결하여 이해해 봅시다.

  1. 확률의 뜻
  2. 상대도수 실험
  3. 확률의 성질
  4. 확률의 계산
  5. 심화 탐구

1 확률의 뜻

실험과 상대도수

같은 조건에서 실험을 여러 번 반복하면 어떤 사건이 일어나는 상대도수는 일정한 값에 가까워지는 경향이 있습니다. 이 값으로 사건이 일어날 가능성을 예상할 수 있습니다.

사건 \(\mathrm{A}\)의 상대도수
\(\displaystyle \frac{a}{n}\)
\(a:\ \mathrm{A}\text{가 일어난 횟수}\)
\(n:\ \text{전체 실험 횟수}\)

경우의 수로 구하는 확률

일어날 수 있는 모든 경우가 어느 것이나 일어날 가능성이 같을 때 다음과 같이 구합니다.

사건 \(\mathrm{A}\)의 확률
\(\displaystyle P(\mathrm{A})=\frac{a}{n}\)
\(a:\ \mathrm{A}\text{가 일어나는 경우의 수}\)
\(n:\ \text{일어날 수 있는 모든 경우의 수}\)

2 실험 횟수와 상대도수

실험 횟수가 적을 때에는 결과가 크게 흔들릴 수 있습니다. 실험을 많이 반복하면서 상대도수가 수학적으로 구한 확률에 가까워지는지 관찰해 보세요.

동전 던지기

앞면과 뒷면의 상대도수를 \(50\%\) 기준선과 비교합니다.

그래프를 불러오는 중입니다.
전체 횟수 0회
앞면 0회 · 0.0%
뒷면 0회 · 0.0%
최근 결과 —

주사위 던지기

각 눈의 상대도수를 수학적 확률 \(\frac{1}{6}\approx16.7\%\)와 비교합니다.

그래프를 불러오는 중입니다.
전체 횟수 0회
기준 확률 \(\frac{1}{6}\approx16.7\%\)

3 확률의 성질

확률의 범위

\(0\leq P(\mathrm{A})\leq1\)
  • 절대로 일어나지 않는 사건의 확률은 \(0\)입니다.
  • 반드시 일어나는 사건의 확률은 \(1\)입니다.

여사건의 확률

사건 \(\mathrm{A}\)가 일어나지 않는 사건을 \(\mathrm{A}\)의 여사건이라고 합니다.

\(\mathrm{A}\text{가 일어나지 않을 확률}=1-P(\mathrm{A})\)

4 확률의 계산

동시에 일어나지 않는 두 사건

두 사건 \(\mathrm{A}, \mathrm{B}\)가 동시에 일어나지 않을 때에는 두 확률을 더합니다.

\(P(\mathrm{A}\text{ 또는 }\mathrm{B})=P(\mathrm{A})+P(\mathrm{B})\)

주사위를 한 번 던져 \(2\) 또는 \(3\)의 눈이 나올 확률은 \(\frac{1}{6}+\frac{1}{6}=\frac{1}{3}\)입니다.

서로 영향을 주지 않는 두 사건

두 사건이 서로 영향을 주지 않을 때에는 두 사건이 함께 일어날 확률을 곱하여 구합니다.

\(P(\mathrm{A}\text{와 }\mathrm{B})=P(\mathrm{A})\times P(\mathrm{B})\)

동전에서 앞면이 나오고 주사위에서 짝수의 눈이 나올 확률은 \(\frac{1}{2}\times\frac{3}{6}=\frac{1}{4}\)입니다.

5 심화 탐구: 몬티홀 문제 심화 탐구

선택을 바꾸는 것이 유리할까?

문 \(3\)개 중 한 문 뒤에는 상품이 있고 나머지 두 문은 비어 있습니다. 참가자가 문 하나를 고르면, 상품의 위치를 아는 진행자가 남은 문 중 비어 있는 문 하나를 열어 줍니다. 이때 처음 선택을 유지할지, 남은 닫힌 문으로 바꿀지 생각해 봅시다.

문 하나를 선택하세요.

처음 선택 처음 선택 유지 선택 바꾸기 처음 선택의 확률
상품 성공 실패 \(\frac{1}{3}\)
빈 문 실패 성공 \(\frac{2}{3}\)
성공할 확률
\(\text{유지하기}=\frac{1}{3}\)
\(\text{바꾸기}=\frac{2}{3}\)

6 스스로 확인하기

문제 1

주사위 한 개를 한 번 던질 때 \(4\)보다 큰 눈이 나올 확률을 구하세요.

문제 2

동전 한 개와 주사위 한 개를 함께 던질 때, 동전은 앞면이 나오고 주사위는 \(3\)의 배수의 눈이 나올 확률을 구하세요.