UNIT 05
확률의 뜻과 기본 성질
시행에서 나올 수 있는 결과를 모두 모으면 표본공간, 그 일부가 사건이에요. 확률은 세어서 구하기도 하고, 많이 해 봐서 얻기도 해요.
이 단원을 마치면
- 시행·표본공간·사건을 집합으로 나타내고, 합사건·곱사건·여사건·배반사건을 구별한다.
- 근원사건이 같은 정도로 기대될 때 수학적 확률 P(A) = n(A)/n(S) 를 구한다.
- 통계적 확률(충분히 많이 해 본 상대도수)의 뜻을 알고 수학적 확률과 비교한다.
- 확률의 기본 성질 0 ≤ P(A) ≤ 1, P(S) = 1, P(∅) = 0 을 쓴다.
시행과 표본공간 — 사건은 집합이다
이 개념 문제 13개 풀기 →같은 조건에서 되풀이할 수 있고, 결과가 우연에 의해 정해지는 실험이나 관찰을 시행이라 해요. 어떤 시행에서 나올 수 있는 모든 결과의 집합을 표본공간 , 표본공간의 부분집합을 사건이라 해요. 원소가 하나뿐인 사건은 근원사건이에요.
주사위 한 개를 던지는 시행에서 이고, '짝수의 눈이 나오는 사건'은 이에요. 두 사건 , 로 새 사건을 만들 수 있어요.
- 합사건 — 또는 가 일어나는 사건
- 곱사건 — 와 가 동시에 일어나는 사건
- 여사건 — 가 일어나지 않는 사건
- 이면 와 는 서로 배반사건 — 동시에 일어날 수 없어요
표본공간에서 사건 칠하기
사건 A
사건 B
| ①╲② | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 1,1 | 1,2 | 1,3 | 1,4 | 1,5 | 1,6 |
| 2 | 2,1 | 2,2 | 2,3 | 2,4 | 2,5 | 2,6 |
| 3 | 3,1 | 3,2 | 3,3 | 3,4 | 3,5 | 3,6 |
| 4 | 4,1 | 4,2 | 4,3 | 4,4 | 4,5 | 4,6 |
| 5 | 5,1 | 5,2 | 5,3 | 5,4 | 5,5 | 5,6 |
| 6 | 6,1 | 6,2 | 6,3 | 6,4 | 6,5 | 6,6 |
A 와 B 는 겹치는 결과가 하나도 없어요 — 서로 배반사건이에요 (A∩B = ∅).
해 볼 것 · '주사위 2개'에서 A 를 '합이 7', B 를 '두 눈이 같음'으로 두면 겹치는 칸이 없어요 — 배반사건. B 를 '첫째가 6'으로 바꾸면 겹치는 칸이 생겨요. 합사건·곱사건·여사건을 차례로 굵게 보며 개수를 세어 보세요.
동전 3개를 동시에 던지는 시행에서, 사건 를 '앞면이 2개 이상 나오는 사건', 를 '첫 번째 동전이 뒷면인 사건'이라 할 때 와 의 원소의 개수를 구하세요.
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, .
이므로 1개. 개 — 표본공간 8개 중 '앞뒤뒤' 하나만 빠져요.
주사위 한 개를 던질 때, (홀수), (4 이상), 라 해요. (1) , (2) 와 서로 배반인 사건을 , 중에서 고르기, (3) 을 구하세요.
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(1) . (2) 이므로 가 와 서로 배반이에요. ( 는 비어 있지 않아요.) (3) .
여사건 도 와 배반이지만, 처럼 배반이라고 모두 여사건인 것은 아니에요. 여사건은 배반이면서 합치면 표본공간 전체가 되는 사건이에요.
주사위 한 개를 던질 때, 사건 '3의 배수의 눈이 나온다'의 여사건은?
세어서 구하는 확률 — 수학적 확률
이 개념 문제 35개 풀기 →어떤 시행에서 표본공간 의 근원사건이 모두 같은 정도로 일어날 것이라고 기대될 때, 사건 가 일어날 확률을
로 정하고, 이것을 수학적 확률이라 해요. 00~04 단원에서 익힌 경우의 수가 바로 와 를 세는 도구예요.
'같은 정도로 기대된다'는 조건이 중요해요. 두 주사위의 합만 적어 표본공간을 로 잡으면 11개의 결과가 같은 정도로 일어나지 않아요(합 7 은 합 2 보다 여섯 배 잘 나와요). 두 주사위를 구별해서 순서쌍 36개로 잡아야 해요.
| ①╲② | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
| 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
두 개의 주사위를 동시에 던질 때, 나온 두 눈의 수의 차가 2일 확률을 구하세요.
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차가 2 인 순서쌍: 의 8가지.
1부터 9까지의 자연수가 하나씩 적힌 카드 9장에서 2장을 동시에 뽑을 때, 두 수의 합이 짝수일 확률을 구하세요.
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. 합이 짝수 → 둘 다 홀수 또는 둘 다 짝수 .
A, B, C, D, E 다섯 명을 일렬로 세울 때, A 와 B 가 이웃할 확률을 구하세요.
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. A·B 를 한 묶음으로 보면 .
두 주사위의 합을 표본공간 로 잡고 '합이 7일 확률은 1/11'이라고 하면 틀린 이유는?
해 봐서 얻는 확률 — 통계적 확률
이 개념 문제 5개 풀기 →같은 시행을 번 되풀이해서 사건 가 번 일어났다면 상대도수는 이에요. 을 크게 할수록 상대도수가 어떤 일정한 값 에 가까워질 때, 이 를 사건 의 통계적 확률이라 해요.
실제로는 을 끝없이 크게 할 수 없으니 충분히 큰 에서의 상대도수를 통계적 확률로 써요. 압정을 던져 바늘이 위로 향할 확률처럼 근원사건이 같은 정도로 기대되지 않아 셀 수 없는 경우에 쓰는 방법이에요. 공정한 주사위처럼 수학적 확률을 알 수 있는 시행에서는 이 커질수록 상대도수가 수학적 확률에 가까워져요.
많이 던지면 어떻게 될까
해 볼 것 · '주사위 6'을 고르고 10번, 100번, 1000번씩 던져 보세요. 처음에는 들쭉날쭉하던 선이 점선(수학적 확률 1/6) 가까이 모여요.
어느 압정을 500번 던졌더니 바늘이 위를 향한 경우가 340번이었어요. 이 압정을 던질 때 바늘이 위를 향할 확률(통계적 확률)을 구하고, 2000번 던지면 바늘이 위를 향하는 횟수를 얼마로 예상할 수 있는지 구하세요.
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통계적 확률 . 2000번 던지면 약 번 위를 향할 것으로 예상해요.
확률의 기본 성질 — 0 과 1 사이
이 개념 문제 7개 풀기 →어떤 사건 든 이므로 이고, 양변을 로 나누면 다음 성질이 나와요.
- 임의의 사건 에 대하여
- 반드시 일어나는 사건 의 확률은
- 절대로 일어나지 않는 사건 의 확률은
이 성질은 통계적 확률에서도, 근원사건의 확률이 서로 다른 시행에서도 똑같이 성립해요. 그래서 근원사건의 확률은 모두 0 이상이고 모두 더하면 1 이에요. 계산 결과가 음수이거나 1 보다 크면 어딘가 틀린 거예요.
어떤 시행의 표본공간이 이고 , , 일 때, 와 를 구하세요.
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근원사건의 확률을 모두 더하면 1 이므로 , .
주사위 한 개를 던질 때, '7 이상의 눈이 나오는 사건'의 확률은?
- 근원사건이 같은 정도로 기대되지 않는 표본공간(합만 적은 결과, '앞면 개수'만 적은 결과)으로 수학적 확률을 쓰기 — 주사위·동전은 구별해서 순서쌍으로 잡아요.
- 동전 두 개에서 '앞면 하나, 뒷면 하나'를 한 가지로 세기 — (앞, 뒤) 와 (뒤, 앞) 두 가지예요.
- 배반사건과 여사건을 같은 것으로 보기 — 여사건은 늘 배반이지만, 배반이라고 여사건은 아니에요.
- 몇 번 해 보지 않은 결과로 통계적 확률을 정하기 — 시행 횟수가 충분히 커야 해요.
한 장 요약
한 장 요약
- 시행의 모든 결과 = 표본공간 , 그 부분집합 = 사건. 합사건 , 곱사건 , 여사건 , 이면 배반.
- 수학적 확률 — 근원사건이 같은 정도로 기대될 때만.
- 통계적 확률 — 충분히 많이 되풀이한 상대도수 이 가까워지는 값.
- , , — 근원사건의 확률의 합은 1.
교육과정 · 2022 개정 교육과정 · 확률과 통계 · 확률 · 확률의 뜻과 활용 (통계적 확률, 수학적 확률, 확률의 기본 성질)
Practice
문제 풀기 60문제
동전 2개와 주사위 1개를 동시에 던지는 시행에서 표본공간의 원소의 개수를 구하세요.
답개사건은 표본공간의 부분집합이에요. 주사위 한 개를 던지는 시행에서 사건은 모두 몇 개인가요? (공사건과 표본공간 자신도 포함해요.)
답개주사위 한 개를 던질 때, 사건 '짝수의 눈이 나온다'의 여사건은?
주사위 한 개를 던질 때, '홀수의 눈이 나오는 사건'과 서로 배반인 사건은?
주사위 한 개를 던질 때, 6의 약수의 눈이 나올 확률을 구하세요.
답동전 2개를 동시에 던질 때, 앞면과 뒷면이 하나씩 나올 확률을 구하세요.
앞앞앞뒤뒤앞뒤뒤답두 개의 주사위를 동시에 던질 때, 나온 두 눈의 수의 합이 5일 확률을 구하세요.
답1부터 20까지의 자연수가 하나씩 적힌 카드 20장에서 한 장을 뽑을 때, 4의 배수가 적힌 카드를 뽑을 확률을 구하세요.
답어느 농구 선수가 자유투를 200번 던져 150번 성공했어요. 이 선수가 자유투를 성공할 통계적 확률을 소수로 구하세요.
답다음 중 어떤 사건의 확률이 될 수 없는 값은?
주사위 한 개를 던질 때, 6 이하의 눈이 나올 확률을 구하세요.
답흰 공 3개와 검은 공 5개가 들어 있는 주머니에서 공 한 개를 꺼낼 때, 흰 공일 확률을 구하세요.
답동전 3개를 동시에 던지는 시행에서 사건 를 '앞면이 적어도 1개 나오는 사건'이라 할 때, 를 구하세요.
답개두 개의 주사위를 동시에 던질 때, 사건 를 '두 눈의 합이 4 이하', 를 '두 눈의 수가 같음'이라 해요. 를 구하세요.
①╲② 1 2 3 4 5 6 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 2 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 3 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 4 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 4,6 5 5,1 5,2 5,3 5,4 5,5 5,6 6 6,1 6,2 6,3 6,4 6,5 6,6 답개두 개의 주사위를 동시에 던질 때, 사건 를 '두 눈의 합이 4 이하', 를 '두 눈의 수가 같음'이라 해요. 를 구하세요.
답개주사위 한 개를 던질 때 , 이에요. 사건 은?
두 개의 주사위를 동시에 던질 때, 나온 두 눈의 수의 곱이 6일 확률을 구하세요.
답두 개의 주사위를 동시에 던질 때, 나온 두 눈의 수의 차가 1일 확률을 구하세요.
답동전 4개를 동시에 던질 때, 앞면이 꼭 2개 나올 확률을 구하세요.
답1부터 10까지의 자연수가 하나씩 적힌 카드 10장에서 2장을 동시에 뽑을 때, 두 장 모두 짝수일 확률을 구하세요.
답남학생 4명과 여학생 3명 중에서 대표 2명을 뽑을 때, 남학생과 여학생이 1명씩 뽑힐 확률을 구하세요.
답a, b, c, d, e 다섯 문자를 일렬로 나열할 때, a 가 맨 앞에 올 확률을 구하세요.
답1, 2, 3, 4 가 하나씩 적힌 카드 4장을 모두 일렬로 나열하여 네 자리 자연수를 만들 때, 짝수일 확률을 구하세요.
답흰 공 4개와 검은 공 2개가 들어 있는 주머니에서 공 2개를 동시에 꺼낼 때, 2개 모두 흰 공일 확률을 구하세요.
답어떤 씨앗 400개를 심었더니 352개가 싹을 틔웠어요. 이 씨앗이 싹을 틔울 통계적 확률을 소수로 구하세요.
답어느 공장에서 만든 제품 2000개를 검사했더니 불량품이 50개였어요. 이 결과를 통계적 확률로 써서, 같은 공장의 제품 600개 중 불량품이 몇 개일지 예상하세요.
답개어떤 시행의 표본공간이 이고 , 일 때, 를 구하세요.
답확률에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
1부터 30까지의 자연수 중 하나를 뽑는 시행에서 를 '3의 배수', 를 '5의 배수'인 사건이라 할 때, 를 구하세요.
답개동전 3개를 동시에 던지는 시행에서 를 '앞면이 2개 이상', 를 '세 번째 동전이 앞면'인 사건이라 할 때, 를 구하세요.
앞앞앞앞앞뒤앞뒤앞앞뒤뒤뒤앞앞뒤앞뒤뒤뒤앞뒤뒤뒤답개주사위 한 개를 던지는 시행에서 사건 와 서로 배반인 사건의 개수를 구하세요. (공사건도 포함해요.)
답개두 개의 주사위를 동시에 던질 때, 나온 두 눈의 수의 합이 소수일 확률을 구하세요.
답두 개의 주사위를 동시에 던져 나온 눈의 수를 차례로 , 라 할 때, 일 확률을 구하세요.
답동전 5개를 동시에 던질 때, 앞면이 3개 이상 나올 확률을 구하세요.
답1부터 9까지의 자연수가 하나씩 적힌 카드 9장에서 3장을 동시에 뽑을 때, 세 수가 모두 홀수일 확률을 구하세요.
답6명을 일렬로 세울 때, 특정한 두 사람 A, B 사이에 꼭 한 명이 서 있을 확률을 구하세요.
답남학생 3명과 여학생 3명을 일렬로 세울 때, 남학생과 여학생이 번갈아 설 확률을 구하세요.
답0, 1, 2, 3, 4 가 하나씩 적힌 카드 5장 중 3장을 뽑아 만들 수 있는 세 자리 자연수 중 하나를 고를 때, 그 수가 짝수일 확률을 구하세요.
답1, 1, 2, 2, 3 이 하나씩 적힌 카드 5장을 모두 일렬로 나열할 때, 양 끝에 모두 1 이 올 확률을 구하세요.
답압정을 던지는 실험에서 바늘이 위를 향한 상대도수가 시행 횟수 100, 500, 1000, 5000 일 때 각각 0.58, 0.612, 0.603, 0.6012 였어요. 이 압정의 바늘이 위를 향할 통계적 확률로 가장 알맞은 것은?
표본공간이 인 시행에서 , , 일 때, 를 구하세요.
답각 눈이 나올 확률이 그 눈의 수에 정비례하도록 만든 주사위가 있어요. 이 주사위를 한 번 던질 때 짝수의 눈이 나올 확률을 구하세요.
답두 개의 주사위를 동시에 던져 나온 눈의 수를 차례로 , 라 할 때, 이차방정식 이 실근을 가질 확률을 구하세요.
답1부터 10까지의 자연수가 하나씩 적힌 카드 10장에서 3장을 동시에 뽑을 때, 뽑은 세 수 중 가장 큰 수가 7일 확률을 구하세요.
답7명을 일렬로 세울 때, 특정한 세 사람 A, B, C 중 어느 두 사람도 이웃하지 않을 확률을 구하세요.
답a, a, b, b, c, c 의 여섯 글자를 모두 일렬로 나열할 때, 같은 글자끼리 어느 것도 이웃하지 않을 확률을 구하세요.
답0, 1, 2, 3, 4, 5 가 하나씩 적힌 카드 6장 중 3장을 뽑아 만들 수 있는 세 자리 자연수 중 하나를 고를 때, 그 수가 3의 배수일 확률을 구하세요.
답두 사건 , 가 서로 여사건이면 서로 배반사건임을 설명하고, 주사위 한 개를 던지는 시행에서 서로 배반이지만 여사건은 아닌 두 사건의 예를 드세요.
흰 공과 검은 공이 모두 20개 들어 있는 주머니에서 공 한 개를 꺼내 색을 확인하고 다시 넣는 일을 500번 했더니 흰 공이 200번 나왔어요. 주머니 속 흰 공은 몇 개라고 추정할 수 있나요?
답개표본공간이 이고 근원사건 의 확률이 에 정비례하는 시행에서, 사건 의 확률을 구하세요.
답두 개의 주사위를 동시에 던져 나온 눈의 수를 차례로 , 라 할 때, 좌표평면 위의 점 가 원 의 내부(둘레는 제외)에 있을 확률을 구하세요.
답1, 2, 3, 4 를 한 번씩 써서 만든 네 자리 자연수 중 하나를 고를 때, 천의 자리부터 차례로 첫째·둘째·셋째·넷째 자리라 하면 어느 자리에도 그 자리의 번호와 같은 숫자가 오지 않을 확률을 구하세요.
답두 개의 주사위를 동시에 던질 때, 나온 두 눈의 수의 합이 4의 배수일 확률은?
1부터 8까지의 자연수가 하나씩 적힌 카드 8장에서 2장을 동시에 뽑을 때, 두 수의 차가 3 이하일 확률은?
A, B, C, D, E 다섯 명을 일렬로 세울 때, A 가 B 보다 앞에 서고 C 는 양 끝에 서지 않을 확률은?
흰 공 3개, 검은 공 4개, 빨간 공 2개가 들어 있는 주머니에서 공 3개를 동시에 꺼낼 때, 꺼낸 흰 공의 개수가 검은 공의 개수보다 많을 확률은?
1, 2, 3, 4, 5 를 한 번씩 써서 만든 다섯 자리 자연수 중 하나를 고를 때, 만의 자리·백의 자리·일의 자리에 모두 홀수가 올 확률은 예요. 의 값을 구하세요. (단, , 는 서로소인 자연수)
답표본공간 의 두 사건 , 에 대하여, 와는 서로 배반이고 와는 서로 배반이 아닌 사건 의 개수를 구하세요.
답두 개의 주사위를 동시에 던져 나온 눈의 수를 차례로 , 라 할 때, 일 확률은 예요. 의 값을 구하세요. (단, , 는 서로소인 자연수)
답1부터 12까지의 자연수가 하나씩 적힌 카드 12장에서 3장을 동시에 뽑을 때, 뽑은 세 수 중 어느 두 수도 연속한 자연수가 아닐 확률은 예요. 의 값을 구하세요. (단, , 는 서로소인 자연수)
답
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