1학년 때 저도 비슷한 생각했었어서 어느정도 이해감.
수리통계 배우면서 대수의 법칙 공부해서도 더 자세히 알게됬지만 그 전에도 계속 생각하다 해결 했었어서 제 생각 남김.
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일단 수리통계 없이,
앞면이 나올 확률이 0.5인 동전을 1만번 독립으로 던졌더니 앞:뒤의 비율이 7:3가 나옴. 그럼 대수의 법칙에 의해 이후 시행을 더 늘리면 5:5 비율에 근사해야하니 뒷면이 더 많이 나와야 한다? 이건 틀림. 독립시행이기 때문에 영향을 안받음.
대수의 법칙은 여기서 시행 수를 무한으로 했을 때이고,
실제로 유한번 시행하면 극악의 확률로 1만번 던졌을 때 7:3 비율로 나올 수 있고 나왔다고 하면,
10만번 1억번 이렇게 계속 던지면 5:5에 매우 높은 확률로(거의 1에 가까움)에 근사해갈거임.
223.39님은 이 근사하는 이유가 뭔가 생각하시다가
이게 근사하려면 이후에 뒷면이 더 나와야 하는게 아닌가 생각하시는데 근사하는 이유는 이게 아님.
근사하는 이유는 이후 총 1억번 던지면 첫 1만번의 특수한 결과는 1억번의 앞면 뒷면 비율에 미치는 영향력이 적기 때문임.
첫 1만번이 그냥 앞면만 1만번 다 나왔다고 해도, 이후 9999만번에서는 매우 높은 확률로 거의 5:5 비율의 결과를 얻을거고 그럼 총 1억번의 시행결과 그 비율은 거의 5001만번:4999만번으로 거의 5:5에 가까움.
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223.39님이 이런 저런 모순에 빠지기 쉬운 이유는
수리통계를 배우시지 않아서가 큼.
수리통계에서 대수의 법칙은 표본평균이 모평균으로 확률적으로 수렴하는 것임. 확률적으로 수렴한다는 건 시행 수 n이 무한일 때 표본평균이 모평균과 그 값이 차이가 날 확률이 0으로 수렴한다는 말이고.
이건 시행 수 n이 단순히 무한할 때만 의미를 가지는게 아니라, 유한할 때도 비슷한 의미를 가짐.
님이 말한 0.5확률 동전 던지기는 B(1, 0.5)를 따름.
여기서 시행 수만큼의 표본 X_1, ..., X_n이 있고 이것들은 앞면이면 1, 뒷면이면 0의 값을 가지게 될 확률변수임. 따라서 확률분포가 있고 표본평균도 확률변수로 확률분포를 가짐.
표본평균의 확률 분포는 평균이 0.5, 분산이 1/{4*(시행 수)}가 됨. 여기서 중요하게 볼 게 이 분산임.
시행수가 커질수록 표본평균의 분산은 0에 가까워짐.
= 시행수가 커질수록 표본평균이 모평균(모비율) 0.5에 가까운 값을 가질 확률이 올라감.
시행 수가 무한이 아닌 유한일 때도,
시행수를 늘리면 앞면이 나온 비율이 모비율 0.5에 근접할 확률이 증가함.
수리통계 배우면서 대수의 법칙 공부해서도 더 자세히 알게됬지만 그 전에도 계속 생각하다 해결 했었어서 제 생각 남김.
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일단 수리통계 없이,
앞면이 나올 확률이 0.5인 동전을 1만번 독립으로 던졌더니 앞:뒤의 비율이 7:3가 나옴. 그럼 대수의 법칙에 의해 이후 시행을 더 늘리면 5:5 비율에 근사해야하니 뒷면이 더 많이 나와야 한다? 이건 틀림. 독립시행이기 때문에 영향을 안받음.
대수의 법칙은 여기서 시행 수를 무한으로 했을 때이고,
실제로 유한번 시행하면 극악의 확률로 1만번 던졌을 때 7:3 비율로 나올 수 있고 나왔다고 하면,
10만번 1억번 이렇게 계속 던지면 5:5에 매우 높은 확률로(거의 1에 가까움)에 근사해갈거임.
223.39님은 이 근사하는 이유가 뭔가 생각하시다가
이게 근사하려면 이후에 뒷면이 더 나와야 하는게 아닌가 생각하시는데 근사하는 이유는 이게 아님.
근사하는 이유는 이후 총 1억번 던지면 첫 1만번의 특수한 결과는 1억번의 앞면 뒷면 비율에 미치는 영향력이 적기 때문임.
첫 1만번이 그냥 앞면만 1만번 다 나왔다고 해도, 이후 9999만번에서는 매우 높은 확률로 거의 5:5 비율의 결과를 얻을거고 그럼 총 1억번의 시행결과 그 비율은 거의 5001만번:4999만번으로 거의 5:5에 가까움.
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223.39님이 이런 저런 모순에 빠지기 쉬운 이유는
수리통계를 배우시지 않아서가 큼.
수리통계에서 대수의 법칙은 표본평균이 모평균으로 확률적으로 수렴하는 것임. 확률적으로 수렴한다는 건 시행 수 n이 무한일 때 표본평균이 모평균과 그 값이 차이가 날 확률이 0으로 수렴한다는 말이고.
이건 시행 수 n이 단순히 무한할 때만 의미를 가지는게 아니라, 유한할 때도 비슷한 의미를 가짐.
님이 말한 0.5확률 동전 던지기는 B(1, 0.5)를 따름.
여기서 시행 수만큼의 표본 X_1, ..., X_n이 있고 이것들은 앞면이면 1, 뒷면이면 0의 값을 가지게 될 확률변수임. 따라서 확률분포가 있고 표본평균도 확률변수로 확률분포를 가짐.
표본평균의 확률 분포는 평균이 0.5, 분산이 1/{4*(시행 수)}가 됨. 여기서 중요하게 볼 게 이 분산임.
시행수가 커질수록 표본평균의 분산은 0에 가까워짐.
= 시행수가 커질수록 표본평균이 모평균(모비율) 0.5에 가까운 값을 가질 확률이 올라감.
시행 수가 무한이 아닌 유한일 때도,
시행수를 늘리면 앞면이 나온 비율이 모비율 0.5에 근접할 확률이 증가함.
공평한 동전 던지기를 반복한다고 할 때, 앞뒷면 나올 확률은 각각 1/2, 1/2이니깐, 시행횟수를 얼마로 하든 앞뒷면 비율이 50:50으로 나올 확률이, 60:40, 70:30 같은 다른 비율로 나올 확률보다 높다 50:50과 다른 비율로 나올 확률이 존재는 하기 때문에 일부 시행에선 앞뒷면 비율이 70:30 또는 80:20 등으로 나올 수도 있다.
하지만 이후에 "압도적으로 더 많은 시행횟수"를 추가로 해버리면, 50:50으로 나올 확률이 그렇지 않은 확률보다 높으므로 그 뒤따르는 시행횟수에선 50:50에 근접하게 나오게 된다. 그리고 앞서 50:50과 다른 비율로 나왔던 시행은 추가로 이어진 시행까지 합친 전체 시행횟수에 비해선 적은 횟수이므로, 비율이 50:50으로 근접해지는 것에 영향을 못준다
이렇게 이해하믄 되는건가요?
맞는거 같아요. 첫 댓글, "시행횟수를 얼마로 하든 앞뒷면 비율이 50:50으로 나올 확률이, 60:40, 70:30 같은 다른 비율로 나올 확률보다 높다"에 조금 추가하자면, 시행수가 충분히 많으면 비율이 50:50보단 50:50근방이 나올 확률을 보는게 좋을거 같아요. 시행 수 만번이라 하면 이 근방이 나올 확률은 매우 높을거고, 이 +- 근방의 범위를
진짜 조금씩만 넓혀도 이 범위 외의 비율을 가질 확률은 기하급수적으로 떨어질거예요. 직접 계산은 안해봤는데 이 범위 외의 비율을 가질 확률이 0.00000... 이런씩으로 엄청 낮아지는데는 60:40까지도 안갈거같아요
감사합니다. 이제야 왜 시행횟수를 늘림에 따라 통계적 확률이 수학적 확률에 근접하는지 알겠네요. 제가 생각했던 것은 통계적 확률이 수학적 확률에 근접해야 하니깐, [앞선 결과들을 고려해서] 뒤에 이어질 일들이 그 수량을 조절해줘야 한다는 것이었네요. 근데 독립시행에선 앞선 결과가 어찌됐든 뒤에 벌어질 일엔 영향을 안 주니깐, 이런 생각은 틀린 것이었네요. 그리고 이런 방식이 아니라, 애시당초 "수학적 확률에 가깝게 나올 확률"이 대단히 높은 것이고, 이게 이어질 많은 시행을 통해 결과로도 나타나, 앞선 결과의 영향력을 극히 줄여버리는 것이었다....
그리고 수학적 확률에 근접해서 나올 확률이 그렇지 않을 확률보다 높아서 시행을 늘려나감에 따라 수학적 확률에 근접해 나가는 것이니, 매순간순간마다 그 사건이 일어날 확률은 수학적 확률에 가깝다, 예를들어 공평한 동전이라면 앞선 결과와 상관없이 매순간 1/2로 앞뒷면이 나오는게 맞다라고 생각해야 하는게 이래서 그런거군요.
생각나서 추가하자면, 보통 시행 수 늘리면 모비율에 근사한다 하는데 엄밀히 말하면 틀린 말이죠. 시행수를 많이 더 늘리면 모비율과 "더 가까워진다"가 아니라 "가까워질 확률이 매우 높다"가 맞습니다. 근데 충분히 더 늘리면 그 확률이 거의 1과 같으니 그렇게 표현하는거죠. 그러니까 "5:5에 근사해야하니"가 아니라 "5:5에 근사할 확률이 매우 높다"가 맞
중고등 수준에선 이렇게 엄밀하게 혹은 상세하게 설명을 안 해주고 "아 이렇게 하면 결과가 이렇습니다" 하는 정도로 끝나니깐, 대학 전공 수준에 들어가지 않으면 알기 어려운거군요..