ANEXA 1. DOUĂ EXEMPLE
EXEMPLUL 1.
Se aruncă o monedă de 5 lei din aceeași poziție de pe masă. Apariția stemei a fost notată cu 1, iar cea a banului cu 0. Experimentul s-a repetat de 1000 de ori. Frecvențele absolute ale apariției stemei în serii de câte 40 de probe, notate , , au fost următoarele: 14, 18, 24, 21, 20, 21, 23, 17, 21, 20, 14, 28, 18, 21, 25, 20, 19, 18, 23, 21, 18, 22, 15, 23, 23.
Frecvențele mobile, cumulate în serii de 200 de probe (notate ) au fost:
97, 104, 109, 102, 102, 102, 95, 100, 101, 106, 112, 103, 102, 105, 101, 99, 102, 99, 99, 101, 101.
Frecvența totală: 507. Se coroborează ipoteza că (nu se poate respinge cu datele de care dispunem !). Frecvențele relative în serii de 200 sunt extrem de stabile: au oscilat numai între 0.475 și 0.560 (sub 10%).
Să încercăm să testăm ipoteza independenței aruncărilor. Dacă ar fi independente, frecvențele ar trebui să fie cam egale . La fel și frecvențele , i, j, k , ar trebui să fie aproximativ egale. Între ele este relația evidentă . Rezultatele au fost cele din tabelul de mai jos ( este la intersecția liniei ij cu coloana k):
0 |
1 |
|
|
00 |
136 |
108 |
244 |
01 |
122 |
124 |
249 |
10 |
113 |
132 |
245 |
11 |
122 |
140 |
262 |
Total |
493 |
507 |
Cum frecvențele teoretice sunt și teoretice sunt , valoarea testului este:
, în cazul frecvenței (3 grade de libertate)
respectiv,
(7 grade de libertate), în cazul frecvențelor .
Ca să respingem ipoteza independenței cu certitudine 95% că nu o să respingem o ipoteză adevărată, ne-ar trebui ca să fie mai mare decât care, pentru 3 grade de libertate, este 7.815 iar pentru 7, este 14.067 (vezi de exemplu [66]). Deci nu putem respinge ipoteza independenței. Putem să o acceptăm. Nu știu. E o chestiune de bun simț că aruncările nu se influențează una pe alta; tendința de realizare rămâne aceeași atât a stemei, cât și a banului, indiferent de aruncarea precedentă. Aceasta nu este, bineînțeles, o demonstrație. Noi am decis că este foarte potrivit să acceptăm ipoteza .
În figura de mai jos este prezentată evoluția frecvenței relative cumulate.
Apliând calculele de la pag. 127 (97 ???) se găsește că intervalul este un interval de încredere la nivel de semnificație 95% pentru adevăratul p.
Să arătăm acum și punctul de vedere Bayesian, susținut de Savage ([53]). Să presupunem că
nici un subiect nu are nici o idee ce valoare să atribuie probabilității apariției stemei. Tot ce știe este că banul nu poate cădea pe o muchie. El are o densitate apriori a convingerii sale asupra lui , notată . Funcția se presupune continuă și . Să admitem (ceea ce este foarte nenatural, dar nu are importanță) că ; adică pentru subiectul nostru toate valorile p sunt la fel de incerte.
După efectuarea experimentului descris mai sus, din motive de coerență (teorema Bayes), densitatea aposteriori a gradului său de încredere asupra lui p este
,
unde A este evenimentul care consta în apariția a 507 de steme și K, C sunt constante alese astfel
încât . Un calcul elementar arată că . Să notăm
Deoarece cele două figuri sunt foarte distorsionate (din motive tehnice evidente), vom arăta comportarea celor două funcții în tabelul următor, pentru a vedea ce numere apar:
p |
.1 |
.2 |
.3 |
.4 |
.45 |
.5 |
.507(max) |
.52 |
.55 |
|
0 |
0 |
0 |
.00001 |
1863.2 |
1167321 |
1279425.6 |
908908 |
30946 |
|
-504 |
-221 |
-79.3 |
-9.2 |
7.53 |
13.97 |
14.06 |
13.72 |
10.34 |
p |
.58 |
.6 |
.7 |
.8 |
.9 |
|
26.1 |
.02 |
0 |
0 |
0 |
|
3.26 |
-3.31 |
-71 |
-182 |
-491 |
EXEMPLUL 2.
Zarul cu care s-a făcut eprimentul din Anexa următoare a fost aruncat de 360 de ori, în trei serii de câte 120 din următoarea poziție fixată: fața 6 în sus, fața 5 înspre experimentator, înălțimea de la care i s-a dat drumul să cadă liber a fost de 5 cm.
Rezultatele sunt prezentate în tabelul de mai jos
I |
II |
III |
Total |
Frecvențe relative |
Int. de încredere 5% |
|
1 |
19 |
14 |
16 |
49 |
.136 |
|
2 |
29 |
43 |
46 |
118 |
.328 |
|
3 |
12 |
11 |
13 |
36 |
.10 |
|
4 |
20 |
30 |
11 |
61 |
.169 |
|
5 |
10 |
9 |
9 |
28 |
.078 |
|
6 |
30 |
13 |
25 |
68 |
.189 |
|
Cum rezultă că suntem 95% siguri că adevăratele probabilități ale apariției fețelor 2, 3, 5 nu sunt - altfel trebuia să fie în intervalele de încredere respective. Cel mai mult a ieșit în evidență 2, care a apărut în aproape 30% din cazuri.
Exemplul a fost dat în ideea de a se remarca faptul că nu are sens să spunem Probabilitatea apariției feței 2 la zar decât atunci când avem în minte un context experimental suficient de precizat.