ความน่าจะเป็นจากไพ่ ลูกแก้ว ลูกเต๋า และเหรียญ
เรียนความน่าจะเป็นจากสถานการณ์ใกล้ตัว 4 แบบ ได้แก่ ไพ่ 52 ใบ ลูกแก้วในโหล ลูกเต๋า และเหรียญ ในห้องทดลองเดียว เลือกหัวข้อที่อยากดูได้เอง แล้วเทียบความน่าจะเป็นเชิงทดลองกับเชิงทฤษฎี พร้อมตารางผลลัพธ์ทั้งหมด วิธีคูณเศษส่วนเมื่อหยิบแบบใส่คืนและไม่ใส่คืน และแบบทดสอบเรื่องไพ่

ความน่าจะเป็นคืออะไร
ความน่าจะเป็นบอกว่าเหตุการณ์หนึ่งมีโอกาสเกิดมากน้อยแค่ไหน เมื่อทุกผลลัพธ์มีโอกาสเกิดเท่ากัน ความน่าจะเป็นเชิงทฤษฎีหาได้จาก จำนวนผลลัพธ์ที่สนใจ ÷ จำนวนผลลัพธ์ทั้งหมด ค่าที่ได้อยู่ระหว่าง 0 ถึง 1 หรือ 0% ถึง 100% ส่วนความน่าจะเป็นเชิงทดลองหาจากการทำจริงซ้ำหลายครั้ง คือ จำนวนครั้งที่เกิดจริง ÷ จำนวนครั้งที่ทดลอง ห้องทดลองด้านล่างแสดงสองค่านี้เคียงกันเสมอ
โยนเหรียญ 1 เหรียญ ได้หัวเป็น 1 ใน 2 ผลลัพธ์ จึง P(หัว) = = 50% ถ้าโยน 100 ครั้งได้หัว 47 ครั้ง ความน่าจะเป็นเชิงทดลองคือ = 47%

ไพ่ 52 ใบ
สำรับมี 4 ชุด คือ ดอกจิก ข้าวหลามตัด โพแดง และโพดำ ชุดละ 13 ใบ ได้แก่ A, 2 ถึง 10, J, Q, K ไพ่สีดำมี 26 ใบ (ดอกจิกกับโพดำ) และไพ่สีแดงมี 26 ใบ (ข้าวหลามตัดกับโพแดง) ในห้องทดลองเลือกสี ชุด และแต้ม แล้วไพ่ที่เข้าเงื่อนไขจะถูกไฮไลต์ พร้อมค่า P = จำนวนใบที่เข้าเงื่อนไข ÷ 52 ถ้าเหตุการณ์ที่สนใจคือ “ไม่ใช่” เงื่อนไขนั้น ให้นับใบที่เหลือ
P(ไพ่สีแดง) = = · P(ไพ่แต้ม K) = = · P(ไพ่สีแดงแต้ม K) = = · P(ไม่ใช่ไพ่โพแดง) = =

ลูกแก้วในโหล: หยิบแล้วใส่คืน
เมื่อหยิบลูกแก้วแล้วใส่คืนทุกครั้ง สิ่งที่อยู่ในโหลเหมือนเดิม ความน่าจะเป็นของการหยิบแต่ละครั้งจึงไม่เปลี่ยน การหยิบหลายครั้งติดกันให้คูณเศษส่วนของแต่ละครั้งตามลำดับ ตารางในห้องทดลองแสดงตัวคูณของทุกลำดับ (B คือน้ำเงิน O คือส้ม) ผลรวมของความน่าจะเป็นทุกแถวต้องได้ 1 เสมอ
โหลมีส้ม 3 ลูก น้ำเงิน 2 ลูก หยิบ 2 ลูกแบบใส่คืน P(BB) = × = · P(BO) = × = · P(OB) = · P(OO) = × = รวมกัน + + + = 1

ลูกแก้วในโหล: หยิบแล้วไม่ใส่คืน
ถ้าไม่ใส่คืน จำนวนลูกแก้วในโหลลดลงทีละลูก ตัวส่วนของตัวคูณถัดไปจึงลดลงด้วย และจำนวนลูกของสีที่เพิ่งหยิบออกไปก็ลดลง ลองติ๊กออกจาก “หยิบแล้วใส่คืนทุกครั้ง” ในห้องทดลอง แล้วดูว่าตัวคูณในตารางเปลี่ยนไปอย่างไร ถ้าต้องการรู้เฉพาะจำนวนสีที่ได้ โดยไม่สนลำดับ ให้เลือก “นับตามจำนวนสี” แล้วบวกความน่าจะเป็นของลำดับที่ได้จำนวนสีเท่ากัน
โหลมีส้ม 3 ลูก น้ำเงิน 2 ลูก หยิบ 2 ลูกแบบไม่ใส่คืน P(BB) = × = · P(BO) = × = · P(OB) = × = · P(OO) = × = รวมเป็น 1 และ P(ได้น้ำเงิน 1 ลูกพอดี) = + =

ลูกเต๋า: นับจากผลลัพธ์ทั้งหมด
ลูกเต๋า 2 ลูกมีผลลัพธ์ทั้งหมด 6 × 6 = 36 แบบ และลูกเต๋า 3 ลูกมี 6 × 6 × 6 = 216 แบบ เมื่อดูผลบวกหรือผลคูณ ผลลัพธ์บางค่าเกิดได้หลายแบบจึงมีโอกาสมากกว่าค่าอื่น กดที่ตัวเลขในตารางเทียบผลเพื่อให้ช่องที่ได้ค่านั้นถูกไฮไลต์ในแผนผังผลลัพธ์ทั้งหมด แล้วนับจำนวนช่องเป็นตัวเศษ
ลูกเต๋า 2 ลูก ผลบวก 7 เกิดได้ 6 แบบ ได้แก่ (1, 6) (2, 5) (3, 4) (4, 3) (5, 2) (6, 1) จึง P = = ผลบวก 2 เกิดได้แบบเดียวคือ (1, 1) P = ผลคูณ 12 เกิดได้ 4 แบบ P = = ส่วนลูกเต๋า 3 ลูก ผลบวก 10 เกิดได้ 27 แบบ P = =

เหรียญ: นับลำดับหัวและก้อย
โยนเหรียญ 1 เหรียญมี 2 ผลลัพธ์ โยน 2 เหรียญมี 4 แบบ (หัวหัว หัวก้อย ก้อยหัว ก้อยก้อย) และ 3 เหรียญมี 8 แบบ ทุกลำดับมีโอกาสเท่ากัน ถ้าสนใจแค่จำนวนหัว ให้เลือก “นับจำนวนหัว” ในห้องทดลองเพื่อรวมลำดับที่ได้จำนวนหัวเท่ากัน อย่าลืมว่าหัวก้อยกับก้อยหัวเป็นคนละลำดับ แต่นับเป็นหัว 1 เหรียญเหมือนกัน
โยน 2 เหรียญ P(หัวก้อย) = × = และ P(ได้หัว 1 เหรียญพอดี) = = โยน 3 เหรียญ P(ได้หัว 2 เหรียญพอดี) = เพราะเกิดได้ 3 ลำดับ คือ หัวหัวก้อย หัวก้อยหัว และก้อยหัวหัว

ยิ่งทดลองมาก ยิ่งใกล้ค่าทางทฤษฎี
การทดลองจำนวนน้อยครั้งอาจให้ผลต่างจากทฤษฎีมาก แต่เมื่อทดลองซ้ำหลายร้อยหรือหลายพันครั้ง ความน่าจะเป็นเชิงทดลองมักเข้าใกล้ค่าเชิงทฤษฎี ในหัวข้อเหรียญมีกราฟเส้นให้ดูว่าค่าสะสมแกว่งแรงตอนแรกแล้วค่อย ๆ นิ่งเข้าหาเส้นประ วิธีใช้ห้องทดลองคือ เลือกหัวข้อด้านบน ตั้งค่าที่แถบซ้าย กดปุ่มทดลอง แล้วอ่านตารางเทียบผลทางขวา ปุ่ม “ล้างผล” จะเริ่มนับใหม่ และสลับธีมมืดหรือเต็มจอได้ที่มุมขวาบน
โยนเหรียญ 10 ครั้งอาจได้หัว 7 ครั้ง (70%) แต่ถ้าโยน 1000 ครั้ง ผลมักอยู่ใกล้ 50% มากกว่า ลองกดโยนซ้ำหลายรอบโดยไม่ล้างผล แล้วดูจำนวนครั้งรวมและกราฟที่เปลี่ยนไป

วิธีใช้ห้องทดลอง
ใช้ห้องทดลองได้ใน 4 ขั้น 1) เลือกหัวข้อที่ต้องการทดลองด้านบน เช่น ไพ่ ลูกแก้ว ลูกเต๋า หรือเหรียญ 2) ตั้งค่าที่แถบด้านซ้าย เช่น เลือกสี ชุด และแต้มของไพ่ เพิ่มสีลูกแก้ว หรือเลือกดูผลบวกหรือผลคูณของลูกเต๋า 3) กดทดลองแล้วอ่านตารางเทียบผลทางขวา 4) เปรียบเทียบความน่าจะเป็นเชิงทดลอง คือ จำนวนครั้งที่เกิดเหตุการณ์ ÷ จำนวนครั้งที่ทดลอง กับเชิงทฤษฎี คือ จำนวนผลลัพธ์ที่สนใจ ÷ จำนวนผลลัพธ์ทั้งหมด เมื่อทุกผลลัพธ์มีโอกาสเกิดเท่ากัน ก่อนทดลองควรรู้ว่า หัวข้อลูกแก้วเลือกได้ว่าจะหยิบแบบใส่คืนหรือไม่ใส่คืน หัวข้อเหรียญเลือกได้ว่าจะแยกตามลำดับหรือรวมตามจำนวนหัว และปุ่ม “ล้างผล” ใช้เริ่มนับการทดลองใหม่
เลือกหัวข้อเหรียญ ตั้งเป็นโยน 2 เหรียญและนับจำนวนหัว แล้วกดโยนหลายรอบโดยไม่ล้างผล ค่าเชิงทดลองของ “ได้หัว 1 เหรียญพอดี” จะค่อย ๆ เข้าใกล้ค่าเชิงทฤษฎี = เมื่อจะเริ่มเหตุการณ์ใหม่ให้กด “ล้างผล” ก่อน

ห้องทดลองความน่าจะเป็น
ไพ่ · ลูกแก้ว · ลูกเต๋า · เหรียญ · หยิบบัตร · แป้นวงกลมเชิงทฤษฎี = จำนวนผลลัพธ์ที่สนใจ ÷ จำนวนผลลัพธ์ทั้งหมด · เชิงทดลอง = ยิ่งทดลองมาก สองค่านี้ยิ่งใกล้กัน
สรุปแนวคิดก่อนทดลอง: การทดลองสุ่ม ผลลัพธ์ เหตุการณ์
- การทดลองสุ่ม (random experiment) คือการกระทำที่บอกล่วงหน้าไม่ได้ว่าจะได้ผลลัพธ์อะไร แต่บอกได้ว่ามีผลลัพธ์อะไรบ้างที่เป็นไปได้ เช่น โยนเหรียญ หยิบลูกแก้ว ทอดลูกเต๋า
- เหตุการณ์ (event) คือผลลัพธ์ทั้งหมดของสิ่งที่สนใจ จึงเป็นส่วนหนึ่งของผลลัพธ์ทั้งหมด S ดังนั้น n(E) ≤ n(S) เสมอ
- ความน่าจะเป็น (probability) ของเหตุการณ์ E เมื่อทุกผลลัพธ์เกิดได้เท่า ๆ กัน คือ P(E) = มีค่าตั้งแต่ 0 ถึง 1
- เหตุการณ์ที่ เกิดขึ้นอย่างแน่นอน มี P = 1 · เหตุการณ์ที่ ไม่เกิดขึ้นอย่างแน่นอน มี P = 0 · นอกนั้น อาจเกิดหรือไม่ก็ได้
- ถ้าหยิบทีละลูกต้องดูลำดับ จึงเขียนผลลัพธ์เป็นคู่อันดับ เช่น (เขียว, ส้ม) ≠ (ส้ม, เขียว) แต่ถ้าหยิบพร้อมกันไม่มีลำดับ เขียวกับส้มเป็นผลลัพธ์เดียวกัน
1 เลือกเหตุการณ์
2 ทดลองสุ่มหยิบ
หยิบ 1 ใบ แล้วใส่คืนก่อนหยิบใบต่อไป
สำรับไพ่ 52 ใบ
3 เทียบผลที่ทดลองกับที่คำนวณ
| ผลการหยิบ | จำนวนครั้ง | เชิงทดลอง | วิธีคำนวณ | เชิงทฤษฎี |
|---|---|---|---|---|
| หยิบได้ไพ่ใบใดก็ได้ | 0 | — | 52 ใบ จาก 52 ใบ | = 100% |
| หยิบได้ใบอื่น | 0 | — | 0 ใบ จาก 52 ใบ | = 0% |
| รวม | 0 | — | 100% |
กด “หยิบไพ่” เพื่อเริ่มทดลอง แล้วดูว่าผลที่ได้ใกล้ค่าทางทฤษฎีแค่ไหน ยิ่งหยิบมากยิ่งใกล้
แผนภาพและเหตุการณ์ของไพ่ (ผลลัพธ์ทั้งหมด S และเหตุการณ์ E)
หยิบไพ่ 1 ใบ จากไพ่ 52 ใบ
ไพ่หนึ่งสำรับมี 52 ใบ แบ่งเป็น 4 ชุด ได้แก่ ดอกจิก ♣ โพดำ ♠ โพแดง ♥ และข้าวหลามตัด ♦ ชุดละ 13 ใบ คือ A, 2, 3, …, 10, J, Q และ K
| แต้มชุด | A | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | J | Q | K |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ♣ | A♣ | 2♣ | 3♣ | 4♣ | 5♣ | 6♣ | 7♣ | 8♣ | 9♣ | 10♣ | J♣ | Q♣ | K♣ |
| ♠ | A♠ | 2♠ | 3♠ | 4♠ | 5♠ | 6♠ | 7♠ | 8♠ | 9♠ | 10♠ | J♠ | Q♠ | K♠ |
| ♥ | A♥ | 2♥ | 3♥ | 4♥ | 5♥ | 6♥ | 7♥ | 8♥ | 9♥ | 10♥ | J♥ | Q♥ | K♥ |
| ♦ | A♦ | 2♦ | 3♦ | 4♦ | 5♦ | 6♦ | 7♦ | 8♦ | 9♦ | 10♦ | J♦ | Q♦ | K♦ |
เหตุการณ์ที่สนใจ และความน่าจะเป็น
S = ผลลัพธ์ทั้งหมด n(S) = 52 · กดปุ่ม E ในตารางเพื่อดูว่าเหตุการณ์นั้นคือผลลัพธ์ไหนบ้าง
| เหตุการณ์ | ผลลัพธ์ของเหตุการณ์ | n(E) | P(E) = n(E) ÷ n(S) | ผลสุ่ม (0 ครั้ง) |
|---|---|---|---|---|
ได้ไพ่โพดำ | {A♠, 2♠, 3♠, 4♠, 5♠, 6♠, 7♠, 8♠, …} (13 แบบ) | 13 | == 25% | — |
ได้ไพ่สีแดง | {A♥, 2♥, 3♥, 4♥, 5♥, 6♥, 7♥, 8♥, …} (26 แบบ) | 26 | == 50% | — |
ได้ไพ่แต้ม K | {K♣, K♠, K♥, K♦} | 4 | =≈ 7.7% | — |
ได้ไพ่ J, Q หรือ K | {J♣, Q♣, K♣, J♠, Q♠, K♠, J♥, Q♥, …} (12 แบบ) | 12 | =≈ 23.1% | — |

