11. évfolyam
Bayes-típusú feladatok 2.
Szükséges előismeret
Teljes valószínűség tétele.
Módszertani célkitűzés
A Bayes-tétel alkalmazása valószínűségi fa segítségével.
Az alkalmazás nehézségi szintje, tanárként
Nehéz, érdemes előre megismerni a teljes anyagot.
Módszertani megjegyzések
A taxikat osztályozzuk (csoportosítjuk): először aszerint, hogy kék vagy zöld, majd mindkét esetben aszerint, hogy kéknek vagy zöldnek látszik.
Ezek alapján meghatározható, hogy a taxik körében mennyi a kéknek, valamint a zöldnek látszó taxik aránya. (A taxik aránya feltétel nélküli, az pedig, hogy az egyes esetekben kéknek vagy zöldnek látszanak feltételes valószínűségeknek tekinthetők.)
Feladat
Egy éjszakai taxis gázolási ügyet tárgyalnak a bíróságon.
A városban két taxi társaság van, az egyik kék, a másik zöld kocsikkal közlekedik. Egy szemtanú a gázoló autót zöldnek látta. Az ügyész kételkedik ebben, ezért egy felmérést készít arról, hogy sötétben mekkora a két szín felismerésének gyakorisága.
Az derül ki, hogy 100 zöld autóból 9-et kéknek (91-et pedig zöldnek) azonosít az éjszakai szemtanú, míg 100 kék autóból 13-at lát zöldnek és 87-et kéknek. A városi taxik 75%-a kék, 25%-a pedig zöld (és a baleset időpontjában a forgalomban lévő kocsik színének ugyanez volt az aránya).
Ha semmi egyéb információnk nincs, akkor mekkora az esélye, hogy a zöldnek mondott autó tényleg zöld?
Tanácsok az interaktív alkalmazás használatához
Beállítható a taxik szín szerinti aránya, a zöldnek látszó kék taxik aránya és a kéknek látszó zöld taxik aránya. A hosszú vízszintes csúszkával lépésenként jeleníthető meg a valószínűségi fa.
Feladatok
- FELADAT
Állítsd be az alkalmazást a feladatnak megfelelően! - FELADAT
A városban futó összes taxinak
a) hány százaléka olyan, hogy kék és a szemtanú valóban kéknek látja?0,75 ∙ 0,87 = 0,6525 → 65,25%.
b) hány százaléka olyan, hogy kék, de a szemtanú tévesen zöldnek látja?0,75 ∙ 0,13 = 0,0975 → 9,75%. - FELADAT
A városban futó összes taxinak
a) hány százaléka olyan, hogy zöld, de a szemtanú tévesen kéknek látja?0,25 ∙ 0,09 = 0,0225 → 2,25%.
b) hány százaléka olyan, hogy zöld és a szemtanú valóban zöldnek látja? (0,25 ∙ 0,91 = 0,2275 → 22,75%. - FELADAT
A szemtanú a városban futó taxik
a) hány százalékát látja kéknek?65,25% + 2,25% = 67,5%.
b) hány százalékát látja zöldnek?9,75% + 22,75% = 32,5%.
(Itt tulajdonképpen a teljes valószínűség tételét használtuk.) - FELADAT
Válaszolj az eredeti kérdésre: Mekkora az esélye, hogy a zöldnek mondott autó tényleg zöld? - FELADAT
Mi a véleményed? Mennyire bízhatunk meg a szemtanú vallomásának, miszerint zöld taxit látott?Csupán 0,7 a valószínűsége annak, hogy a zöldnek látott taxi valóban zöld. Ezt nem túlságosan meggyőző ahhoz, hogy igaznak fogadjuk el. Természetesen nincsen szigorú megállapodás arról, hogy milyen valószínűség esetén hihető, hogy tényleg zöld taxit látott a szemtanú. Bár a zöld taxik nagyon nagy hányadát (91%-át) jól érzékeli, azonban a jóval nagyobb arányú kék taxik esetén a tévedés valószínűsége nagyobb (13%), mint a zöldeknél (9%). Emiatt fordulhat elő az, hogy a zöldnek látszó taxik 30%-a valójában kék. - FELADAT
Hogyan változna az eredetileg feltett kérdésre a válasz, ha
a) a zöldnek látszó kék taxik aránya is 9% lenne?77,12%
b) a kéknek látszó zöld taxik aránya is 13% lenne?69,05%
(Innen látszik, hogy a szemtanú vallomásának hihetőségét nagyobb mértékben befolyásolja az, hogy a kék taxik hányadrészét látja zöldnek, mint az, hogy a zöld taxik hány százalékát észleli tévesen kéknek.)
Nehéz, érdemes előre megismerni a teljes anyagot.