Un'informazione parziale sull'esito riduce gli esiti possibili. La probabilità di Acondizionata a B, con P(B)=0, è
P(A∣B)=P(B)P(A∩B).
Si interseca A con B e si normalizza per P(B), così che P(Ω∣B)=1.
Esempio svolto: due dadi. «Esce almeno un sei» ha probabilità 11/36. Se sappiamo che la somma è 9, gli esiti restano {(3,6),(6,3),(4,5),(5,4)}: due su quattro contengono un sei, quindi la probabilità diventa 1/2.
2. La probabilità condizionata è ancora una probabilità?
Sì. Fissato B con P(B)>0, la funzione A↦P(A∣B) è una probabilità su Ω:
P(Ω∣B)=P(B)/P(B)=1;
0≤P(A∣B)≤1, perché A∩B⊆B;
additività numerabile: se gli En sono disgiunti, anche gli En∩B lo sono, quindi P(⋃nEn∣B)=∑nP(En∣B).
Conseguenza. Se P(A1∣B)≥P(A2∣B) e P(A1∣Bc)≥P(A2∣Bc), allora P(A1)≥P(A2): basta moltiplicare per P(B) e P(Bc) e sommare.
3. Perché i «paradossi» dei condizionamenti ingannano?
Problema
Esiti compatibili con l'informazione
Risposta
Errore intuitivo
Tre carte (NN, RR, NR): vedo una faccia rossa; l'altra è nera?
Tre facce rosse possibili: due di RR, una di NR
1/3
1/2
Due figli, «almeno uno è maschio»: l'altro è maschio?
{mm,mf,fm}
1/3
1/2
Due figli, «quel figlio specifico (in classe) è maschio»: l'altro è maschio?
{mm1,mm2,fm2,mf1}
1/2
1/3
La differenza tra il secondo e il terzo caso: nel secondo l'informazione riguarda la coppia di figli, nel terzo un figlio specifico. Informazioni diverse danno probabilità diverse. Aggiungere informazione può rompere una simmetria.
4. Come si calcola la probabilità di più eventi insieme?
Dalla definizione: P(E∩F)=P(E∣F)P(F). Esempio: la nuova sede apre con probabilità p1 e, se apre, la promozione arriva con probabilità p2; allora P(promozione e nuova sede)=p1p2.
Regola del prodotto (per induzione), se P(A1∩⋯∩An)>0:
Esempio svolto: tre lanci di dado.A = «primo pari», B = «secondo maggiore del primo», C = «terzo maggiore del secondo».
P(A)=1/2.
P(B∣A)=184+2+0=31 (se esce 2 restano 4 valori, se 4 ne restano 2, se 6 nessuno).
P(C∣A∩B)=363+2+2=367.
P(A∩B∩C)=21⋅31⋅367=2167.
Controllo diretto: le terne favorevoli sono 7 su 216. Per questi problemi aiuta un albero degli esiti.
5. Che cosa dice la formula di disintegrazione?
È nota anche come formula delle probabilità totali. Se A1,…,An hanno P(Ai)>0, P(Ai∩Aj)=0 per i=j e P(⋃iAi)=1, allora per ogni evento E:
P(E)=i=1∑nP(E∣Ai)P(Ai).
Vale anche per una famiglia numerabile di eventi Ai.
Esempio svolto: due urne.U1 ha 1 rossa e 2 nere, U2 ha 1 rossa e 1 nera. Si sceglie un'urna a caso e si pesca.
Urna
P(Ui)
P(rossa∣Ui)
Prodotto
U1
1/2
1/3
1/6
U2
1/2
1/2
1/4
Totale
—
—
5/12
Prova tu: se l'urna U1 si sceglie con probabilità p?
Soluzione:P(rossa)=3p+21−p.
6. Che legame c'è tra condizionamento e convessità?
Se P1,…,Pn sono probabilità e λi≥0 con ∑iλi=1, allora P=∑iλiPi è ancora una probabilità (combinazione convessa). L'insieme delle probabilità su (Ω,E) è quindi convesso.
La formula di disintegrazione scrive P come combinazione convessa delle probabilità condizionate P(⋅∣Ai), con pesi P(Ai).
Se esiste un evento con P(E)∈(0,1), allora P=P(E)P(⋅∣E)+P(Ec)P(⋅∣Ec).
Una probabilità è estremale se non è combinazione convessa di altre: deve dare solo valori 0 o 1 a ogni evento.
Su Rn o N le probabilità estremali sono le delta di Diracδω.
7. Quali sono le trappole tipiche per i concetti di questa lezione?
P(A∣B)=P(B∣A) in generale: hanno denominatori diversi.
Condizionare alla coppia o al singolo cambia la risposta:1/3 contro 1/2 nei due problemi dei figli.
Nella disintegrazione gli Ai devono coprire tutto Ω (a meno di probabilità 0) e non sovrapporsi.
P(A∣B) richiede P(B)>0.
8. Quiz della lezione (10 domande)
Domande di ripasso create per questa scheda a partire dalla dispensa (non sono il test ufficiale della piattaforma). Scegli una risposta: ricevi subito esito e spiegazione.