Skip to content · ⁨דלג לתוכן⁩

Probability, Random Variables, and Probability Distributions · ⁨הסתברות, משתנים אקראיים והתפלגויות הסתברות⁩

AP Statistics · ⁨סטטיסטיקה - AP⁩ · Topic 4 · ⁨נושא 4⁩

Video lesson for this topic · ⁨שיעור וידאו לנושא זה⁩ Open the video page · ⁨פתח את עמוד הוידאו⁩
8:39

הסתברות, משתנים אקראיים והתפלגויות הסתברות

כדורסלנית רבה חמש רמות ברצף. הקהל בטוח שהיא בחום לילה הזה. אבל השביעו מה שיכול לעשות כוח המזל בלבד. הטילו מטבע הוגן עשרים פעמים. יש…

English narration · English + 中文 subtitles burned in · ⁨קריאת קול באנגלית · תרגום אנגלי + סינית שרוף בתוך הסרטון⁩

4.1

Random and Non-Random Patterns · ⁨דפוסים אקראיים ולא-אקראיים⁩

Syllabus · ⁨סיילבוס⁩
English

Enduring Understanding (VAR-1): Given that variation may be random or not, conclusions are uncertain.

Learning Objective VAR-1.F: Identify questions suggested by patterns in data. [Skill 1.A]

  • VAR-1.F.1 Patterns in data do not necessarily mean that variation is not random.
עברית

הבנה מתמשכת (VAR-1): בשל כך ששינוי עשוי להיות אקראי או לא, המסקנות הן לא וודאות.

מטרת למידה VAR-1.F: זיהוי שאלות הנובעות מתבניות בנתונים. [מיומנות 1.A]

  • VAR-1.F.1 תבניות בנתונים אינן בהכרח מעידות על כך שההתפלגות היא לא אקראית.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨מקור: תיאור הקורס והמבחן של College Board AP⁩

English

Something is random 随机 if individual outcomes are uncertain but a regular pattern emerges over many repetitions. Short-run results look erratic; long-run relative frequencies settle down. This long-run stability is what makes probability useful.

עברית

משהו הוא אקראי אם תוצאות פרטיות הן לא ודאות אך דפוס קבוע מופיע לאורך רבות חזרות. תוצאות קצרות טווח נראות ספוטניות; תדירויות יחסיות ארוכות טווח יציבותות. יציבות ארוכת הטווח הזו היא מה שהופכת את ההסתברות לשימושית.

4.2

Estimating Probabilities Using Simulation · ⁨הערכת הסתברויות באמצעות סימולציה⁩

Syllabus · ⁨סיילבוס⁩
English

Enduring Understanding (UNC-2): Simulation allows us to anticipate patterns in data.

Learning Objective UNC-2.A: Estimate probabilities using simulation. [Skill 3.A]

  • UNC-2.A.1 A random process generates results that are determined by chance.
  • UNC-2.A.2 An outcome is the result of a trial of a random process.
  • UNC-2.A.3 An event is a collection of outcomes.
  • UNC-2.A.4 Simulation is a way to model random events, such that simulated outcomes closely match real-world outcomes. All possible outcomes are associated with a value to be determined by chance. Record the counts of simulated outcomes and the count total.
  • UNC-2.A.5 The relative frequency of an outcome or event in simulated or empirical data can be used to estimate the probability of that outcome or event.
  • UNC-2.A.6 The law of large numbers states that simulated (empirical) probabilities tend to get closer to the true probability as the number of trials increases.
    • Illustrative examples for UNC-2.A:
      • An outcome: Rolling a particular value on a six-sided number cube is one of six possible outcomes.
      • An event: When rolling two six-sided number cubes, an event would be a sum of seven. The corresponding collection of outcomes would be $(1, 6)$, $(2, 5)$, $(3, 4)$, $(4, 3)$, $(5, 2)$, and $(6, 1)$, where the ordered pairs indicate (face value on one cube, face value on the other cube).
עברית

הבנה מתמשכת (UNC-2): סימולציה מאפשרת לנו לחזות דפוסים בנתונים.

מטרת למידה UNC-2.A: הערך התאומים באמצעות סימולציה. [כישור 3.A]

  • UNC-2.A.1 תהליך אקראי מייצר תוצאות הנקבעות על ידי מזל.
  • UNC-2.A.2 תוצאה היא תוצאה ניסוי של תהליך אקראי.
  • UNC-2.A.3 אירוע הוא קבוצה של תוצאות.
  • UNC-2.A.4 סימולציה היא דרך לדגם אירועים אקראיים, כך שתוצאות הסימולציה יתאימו בצורה טובה לתוצאות בעולם האמיתי. לכל התוצאות האפשריות משוימת ערך שיקבע על ידי המזל. רשום את מספרי התוצאות של הסימולציה ואת הסך הכל.
  • UNC-2.A.5 התדירות היחסית של תוצאה או אירוע בנתוני סימולציה או אמפיריים יכולה לשמש להערכת ההסתברות של תוצאה או אירוע אלו.
  • UNC-2.A.6 חוק המספרים הגדולים קובע שהתאומים (אמפיריים) של הסימולציה נוטים להתקרבות להסתברות האמיתית ככל שמספר הניסויים גדל.
    • דוגמאות להמחשה עבור UNC-2.A:
      • תוצאה: השלכת ערך מסוים על קוביית משחק בעלת שישה צדדים היא אחת מתוך שישה תוצאות אפשריות.
      • אירוע: בהשלכת שתי קוביות משחק בעלות שישה צדדים, אירוע יהיה סכום של שבע. קבוצת התוצאות המקבילה תהיה $(1, 6)$, $(2, 5)$, $(3, 4)$, $(4, 3)$, $(5, 2)$, ו$(6, 1)$, כאשר הזוגות המסודרים מייצגים (ערך פנים בקובייה אחת, ערך פנים בקובייה השנייה).

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨מקור: תיאור הקורס והמבחן של College Board AP⁩

English

A simulation 模拟 imitates a chance process using random digits or technology. Steps: state the model, assign digits to outcomes, run many trials, and record the proportion of trials meeting the condition. The resulting proportion estimates the probability – more trials give a better estimate.

עברית

סימולציה מחקה תהליך chance באמצעות ספרות אקראיות או טכנולוגיה. שלבים: הגדר את המודל, הצמד ספרות לתוצאות, הפעל רבות ניסויים, ורשום את היחס של הניסויים העונים לתנאי. היחס שנוצר מערך את ההסתברות – רבות ניסויים נותנות הערכה טובה יותר.

4.3

Introduction to Probability · ⁨מבוא להסתברות⁩

Syllabus · ⁨סיילבוס⁩
English

Enduring Understanding (VAR-4): The likelihood of a random event can be quantified.

Learning Objective VAR-4.A: Calculate probabilities for events and their complements. [Skill 3.A]

  • VAR-4.A.1 The sample space of a random process is the set of all possible non-overlapping outcomes.
  • VAR-4.A.2 If all outcomes in the sample space are equally likely, then the probability an event E will occur is defined as the fraction: $\dfrac{\text{number of outcomes in event E}}{\text{total number of outcomes in sample space}}$
  • VAR-4.A.3 The probability of an event is a number between 0 and 1, inclusive.
  • VAR-4.A.4 The probability of the complement of an event E, $E'$ or $E^{C}$, (i.e., not E) is equal to $1 - P(E)$.

Learning Objective VAR-4.B: Interpret probabilities for events. [Skill 4.B]

  • VAR-4.B.1 Probabilities of events in repeatable situations can be interpreted as the relative frequency with which the event will occur in the long run.
עברית

הבנה מתמשכת (VAR-4): ניתן לכמת את הסיכון לאירוע אקראי.

מטרת למידה VAR-4.A: חשב התאומים עבור אירועים והשלכותיהם. [כישור 3.A]

  • VAR-4.A.1 מרחב הדוגמה של תהליך אקראי הוא קבוצת כל התוצאות האפשריות שאינן חופפות.
  • VAR-4.A.2 אם כל התוצאות במרחב הדוגמה הן שוות-הסתברות, אזי ההסתברות לאירוע E יתרחש מוגדרת כיחס: $\dfrac{\text{number of outcomes in event E}}{\text{total number of outcomes in sample space}}$
  • VAR-4.A.3 ההסתברות לאירוע היא מספר בין 0 ל-1, כולל.
  • VAR-4.A.4 ההסתברות למשלים של אירוע E, $E'$ או $E^{C}$ (כלומר, לא E) שווה ל-$1 - P(E)$.

מטרות לימוד VAR-4.B: פרש הסתברויות עבור אירועים. [מיומנות 4.B]

  • VAR-4.B.1 הסתברויות של אירועים במצבים חוזרים ניתנות לפרש כהיכחול היחסי שבו האירוע יתרחש בטווח הארוך.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨מקור: תיאור הקורס והמבחן של College Board AP⁩

English

The probability 概率 of an event is a number from $0$ to $1$ giving its long-run relative frequency. The sample space 样本空间 is the set of all outcomes. For an event $A$, the complement 补 rule: $P(A^c)=1-P(A)$. Probabilities of all outcomes sum to $1$.

עברית

הסתברות של אירוע היא מספר מ$0$ עד $1$ המבטא את התדירות היחסית שלו לטווח ארוך. מרחב הדוגמה הוא קבוצת כל האפשרויות. עבור אירוע $A$, חוק המשלימה: $P(A^c)=1-P(A)$. סכום ההסתברויות של כל האפשרויות שווה ל$1$.

ההסתברות נעה מ-0 (בלתי אפשרי) עד 1 (מוודא)
ההסתברות נעה מ-0 (בלתי אפשרי) עד 1 (מוודא)
ארבעת האספים מקלף משחקים
קלף משחקים הוא מקור קלאסי להסתברות: 52 תוצאות בעלות סיכוי שווה הופכות את החישוב לקל
Explore · ⁨חקור⁩

Explore probability with dice · ⁨חקירת הסתברות עם קוביות⁩

Probability is the long-run fraction of times an outcome happens. Roll the dice many times and watch the experimental proportions settle toward the theoretical values. · ⁨הסתברות היא המינוח הארוך-טווח של פעמים שתרומץ מתרחש. גלגלו את הקוביות פעמים רבות וצפו איך היחסים הניסויים משתכנעים לערך התאורטי.⁩

Vocabulary · ⁨מילון מונחים⁩ Train · ⁨אימון⁩
English עברית
random/ˈrændəm/ אקראי
simulation/ˌsɪmjʊˈleɪʃn/ סימולציה
probability/ˌprɒbəˈbɪlɪti/ סבירות
4.4

Mutually Exclusive Events · ⁨אירועים בלתי תואמים⁩

Syllabus · ⁨סיילבוס⁩
English

Enduring Understanding (VAR-4): The likelihood of a random event can be quantified.

Learning Objective VAR-4.C: Explain why two events are (or are not) mutually exclusive. [Skill 4.B]

  • VAR-4.C.1 The probability that events $A$ and $B$ both will occur, sometimes called the joint probability, is the probability of the intersection of $A$ and $B$, denoted $P(A \cap B)$.
  • VAR-4.C.2 Two events are mutually exclusive or disjoint if they cannot occur at the same time. So $P(A \cap B) = 0$.
עברית

הבנה מתמשכת (VAR-4): ניתן לכמת את הסיכון לאירוע אקראי.

מטרות לימוד VAR-4.C: הסבר מדוע שני אירועים הם (או אינם) בלתי תואמים. [מיומנות 4.B]

  • VAR-4.C.1 ההסתברות שאירועים $A$ ו-$B$ יתרחשו גם יחד, לעיתים מכונה ההסתברות המשותפת, היא ההסתברות לחצייה של $A$ ו-$B$, שמסומנת ב-$P(A \cap B)$.
  • VAR-4.C.2 שני אירועים הם בלתי תואמים או נפרדים אם הם אינם יכולים להתרחש בו זמנית. לכן $P(A \cap B) = 0$.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨מקור: תיאור הקורס והמבחן של College Board AP⁩

English

Two events are mutually exclusive 互斥 (disjoint) if they cannot both happen. Then the addition rule simplifies:

$$P(A\text{ or }B)=P(A)+P(B)\quad(\text{if mutually exclusive}).$$
In general, $P(A\text{ or }B)=P(A)+P(B)-P(A\text{ and }B)$ – subtract the overlap so it is not counted twice.

עברית

שני אירועים הם בלתי תואמים (בדיסקונט) אם לא ניתן להם להתרחש יחד. אזי חוק הסכום מתפשט:

$$P(A\text{ or }B)=P(A)+P(B)\quad(\text{if mutually exclusive}).$$
כללית, $P(A\text{ or }B)=P(A)+P(B)-P(A\text{ and }B)$ – נפח את החפיפה כדי שלא תספור פעמיים.

תרשים ון: ההתאפה היא חיתוך של שני אירועים
תרשים ון: ההתאפה היא חיתוך של שני אירועים
Vocabulary · ⁨מילון מונחים⁩ Train · ⁨אימון⁩
English עברית
mutually exclusive/ˈmjuːtʃuːəli eksˈkluːsɪv/ בלתי תלויים הדדית
4.5

Conditional Probability · ⁨הסתברות תנאייתית⁩

Syllabus · ⁨סיילבוס⁩
English

Enduring Understanding (VAR-4): The likelihood of a random event can be quantified.

Learning Objective VAR-4.D: Calculate conditional probabilities. [Skill 3.A]

  • VAR-4.D.1 The probability that event $A$ will occur given that event $B$ has occurred is called a conditional probability and denoted $P(A \mid B) = \dfrac{P(A \cap B)}{P(B)}$.
  • VAR-4.D.2 The multiplication rule states that the probability that events $A$ and $B$ both will occur is equal to the probability that event $A$ will occur multiplied by the probability that event $B$ will occur, given that $A$ has occurred. This is denoted $P(A \cap B) = P(A) \cdot P(B \mid A)$.
עברית

הבנה מתמשכת (VAR-4): ניתן לכמת את הסיכון לאירוע אקראי.

מטרות לימוד VAR-4.D: חשבון הסתברויות מותנעות. [מיומנות 3.A]

  • VAR-4.D.1 ההסתברות שאירוע $A$ יתרחש בהינתן שאירוע $B$ התרחש קוראת להסתברות מותנעת ומסומנת ב-$P(A \mid B) = \dfrac{P(A \cap B)}{P(B)}$.
  • VAR-4.D.2 כלל הכפלה קובע שההסתברות שאירועים $A$ ו-$B$ יתרחשו גם יחד שווה להסתברות שאירוע $A$ יתרחש כפול ההסתברות שאירוע $B$ יתרחש, בהינתן שהאירוע $A$ התרחש. דבר זה מסומן ב-$P(A \cap B) = P(A) \cdot P(B \mid A)$.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨מקור: תיאור הקורס והמבחן של College Board AP⁩

English
Conditional probability

The conditional probability 条件概率 of $A$ given $B$ is

$$P(A\mid B)=\frac{P(A\text{ and }B)}{P(B)}.$$
It is the chance of $A$ once you know $B$ happened. Two-way tables make these easy: restrict to the row/column for $B$, then find $A$'s share.

עברית
הסתברות תנאייתית

ההסתברות התנאייתית של $A$ בתנאי $B$ היא

$$P(A\mid B)=\frac{P(A\text{ and }B)}{P(B)}.$$
זו הה chances של $A$ ברגע שידעת שהתרחש $B$. טבלאות דו-כיווניות מקלות על זה: הגבל את עצמך לשורה/עמודה של $B$, ואז מצא את חלקו של $A$.

בתרשים עץ, כופלים את ההסתברויות לאורך הענפים
בתרשים עץ, כופלים את ההסתברויות לאורך הענפים
Explore · ⁨חקור⁩

Update a probability on new information · ⁨עדכון הסתברות על בסיס מידע חדש⁩

Conditional probability $P(B\mid A)$ is the chance of $B$ once you know $A$ happened. Change the branch probabilities and watch how conditioning reshapes the outcome. · ⁨הסתברות מותנעת $P(B\mid A)$ היא ההסתברות ל$B$ לאחר שידוע שהתרחש $A$. שינוי הסתברות הענפים וצפה כיצד התנאי מעצב את התוצאה.⁩

Vocabulary · ⁨מילון מונחים⁩ Train · ⁨אימון⁩
English עברית
conditional probability/kənˈdɪʃənl ˌprɒbəˈbɪlɪti/ הסתברות מותנית
4.6

Independent Events and Unions of Events · ⁨אירועים עצמאיים ואיחויים של אירועים⁩

Syllabus · ⁨סיילבוס⁩
English

Enduring Understanding (VAR-4): The likelihood of a random event can be quantified.

Learning Objective VAR-4.E: Calculate probabilities for independent events and for the union of two events. [Skill 3.A]

  • VAR-4.E.1 Events $A$ and $B$ are independent if, and only if, knowing whether event $A$ has occurred (or will occur) does not change the probability that event $B$ will occur.
  • VAR-4.E.2 If, and only if, events $A$ and $B$ are independent, then $P(A \mid B) = P(A)$, $P(B \mid A) = P(B)$, and $P(A \cap B) = P(A) \cdot P(B)$.
  • VAR-4.E.3 The probability that event $A$ or event $B$ (or both) will occur is the probability of the union of $A$ and $B$, denoted $P(A \cup B)$.
  • VAR-4.E.4 The addition rule states that the probability that event $A$ or event $B$ or both will occur is equal to the probability that event $A$ will occur plus the probability that event $B$ will occur minus the probability that both events $A$ and $B$ will occur. This is denoted $P(A \cup B) = P(A) + P(B) - P(A \cap B)$.
עברית

הבנה מתמשכת (VAR-4): ניתן לכמת את הסיכון לאירוע אקראי.

מטרות לימוד VAR-4.E: חשבון הסתברויות עבור אירועים עצמאיים ועבור האיחוד של שני אירועים. [מיומנות 3.A]

  • VAR-4.E.1 אירועים $A$ ו-$B$ הם עצמאיים אם ובמקרה שידענו האם אירוע $A$ התרחש (או יתרחש), ההסתברות שאירוע $B$ יתרחש לא משתנה.
  • VAR-4.E.2 אם ובמקרה שאירועים $A$ ו-$B$ הם עצמאיים, אזי $P(A \mid B) = P(A)$, $P(B \mid A) = P(B)$ ו-$P(A \cap B) = P(A) \cdot P(B)$.
  • VAR-4.E.3 ההסתברות שאירוע $A$ או אירוע $B$ (או שניהם) יתרחשו היא ההסתברות לאיחוד של $A$ ו-$B$, שמסומנת ב-$P(A \cup B)$.
  • VAR-4.E.4 כלל החיבור קובע שההסתברות שאירוע $A$ או אירוע $B$ או שניהם יתרחשו שווה להסתברות שאירוע $A$ יתרחש פלוס ההסתברות שאירוע $B$ יתרחש מינוס ההסתברות שארועים $A$ ו-$B$ יתרחשו גם יחד. דבר זה מסומן ב-$P(A \cup B) = P(A) + P(B) - P(A \cap B)$.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨מקור: תיאור הקורס והמבחן של College Board AP⁩

English

Events are independent 独立 if knowing one does not change the other's probability: $P(A\mid B)=P(A)$. Then the multiplication rule simplifies:

$$P(A\text{ and }B)=P(A)\,P(B)\quad(\text{if independent}).$$
Independent is not the same as mutually exclusive – mutually exclusive events with nonzero probability are actually dependent (if one happens, the other cannot).

עברית

אירועים הם עצמאיים אם ידע על אחד אינו משנה את ההסתברות של השני: $P(A\mid B)=P(A)$. אזי חוק הכפל מתפשט:

$$P(A\text{ and }B)=P(A)\,P(B)\quad(\text{if independent}).$$
עצמאות אינה אותו דבר כמו בלתי תאימות – אירועים בלתי תואמים עם הסתברות שאינה אפס הם למעשה תלויים (אם אחד מתרחש, השני לא יכול).

תרשים מרחב הדוגמה מפרט כל תוצאה בעלת סיכוי שווה
תרשים חלל דוגמא מפרט כל תוצאה שוויתכונה
Explore · ⁨חקור⁩

Combine events with a Venn diagram · ⁨שלב אירועים עם דיאגרמת ון⁩

For a union $P(A\cup B)=P(A)+P(B)-P(A\cap B)$ — you subtract the overlap so it isn't counted twice. Switch the operation to see each region light up. · ⁨עבור איחוד $P(A\cup B)=P(A)+P(B)-P(A\cap B)$ — מחסרים את החפיפה כדי שלא תיספר פעמיים. החלף את הפעולה כדי לראות כל אזור מדליק.⁩

Vocabulary · ⁨מילון מונחים⁩ Train · ⁨אימון⁩
English עברית
sample space/ˈsæmpl speɪs/ מרחב הדגימה
complement/ˈkɒmplɪmənt/ משלים
independent/ˌɪndɪˈpendənt/ בין-תלוי
random variable/ˈrændəm ˈveərɪəbl/ משתנה אקראי
probability distribution/ˌprɒbəˈbɪlɪti ˌdɪstrɪˈbjuːʃn/ חלוקת הסתברות
mean (expected value)/miːn/ ממוצע (ערך צפוי)
4.7

Random Variables and Probability Distributions · ⁨משתנים אקראיים והתפלגויות הסתברות⁩

Syllabus · ⁨סיילבוס⁩
English

Enduring Understanding (VAR-5): Probability distributions may be used to model variation in populations.

Learning Objective VAR-5.A: Represent the probability distribution for a discrete random variable. [Skill 2.B]

  • VAR-5.A.1 The values of a random variable are the numerical outcomes of random behavior.
  • VAR-5.A.2 A discrete random variable is a variable that can only take a countable number of values. Each value has a probability associated with it. The sum of the probabilities over all of the possible values must be 1.
  • VAR-5.A.3 A probability distribution can be represented as a graph, table, or function showing the probabilities associated with values of a random variable.
  • VAR-5.A.4 A cumulative probability distribution can be represented as a table or function showing the probability of being less than or equal to each value of the random variable.
    • Illustrative examples for VAR-5.A: Outcomes of trials of a random process:
      • The sum of the outcomes for rolling two dice
      • The number of puppies in a randomly selected litter for a certain breed of dog

Learning Objective VAR-5.B: Interpret a probability distribution. [Skill 4.B]

  • VAR-5.B.1 An interpretation of a probability distribution provides information about the shape, center, and spread of a population and allows one to make conclusions about the population of interest.
עברית

הבנה מתמשכת (VAR-5): ניתן להשתמש בחלוקות הסתברות כדי לדגמן שינויים באוכלוסיות.

מטרות לימוד VAR-5.A: לייצג את חלוקת ההסתברות עבור משתנה אקראי בדיד. [מיומנות 2.B]

  • VAR-5.A.1 ערכיו של משתנה אקראי הם תוצאות מספריות של התנהגות אקראית.
  • VAR-5.A.2 משתנה אקראי בדיד הוא משתנה שיכול לקבל רק מספר ספיר של ערכים. לכל ערך קשורה הסברתת כזו. סכום ההסתברותות עבור כל הערכים האפשריים חייב להיות 1.
  • VAR-5.A.3 חלוקת הסברתת יכולה להצג בגרף, בטבלה או בפונקציה המציגות את ההסתברויות הקשורות לערכיו של משתנה אקראי.
  • VAR-5.A.4 חלוקת הסברתת מצטברת יכולה להצג בטבלה או בפונקציה המציגות את ההסתברות להיות קטן או שווה לכל ערך של המשתנה האקראי.
    • דוגמאות מדגמות ל-VAR-5.A: תוצאות ניסויים של תהליך אקראי:
      • הסכום של התוצאות בהשלכת שני קוביות
      • מספר הגורים במערכת הולדת שנבחרה באופן אקראי לגזע כלבים מסוים

מטרת למידה VAR-5.B: פרש חלוקת הסברתת. [מיומנות 4.B]

  • VAR-5.B.1 פרשנות לחלוקת הסברתת מספקת מידע על הצורה, המרכז והפיזור של אוכלוסייה ומאפשרת להסיק מסקנות לגבי האוכלוסייה הרלוונטית.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨מקור: תיאור הקורס והמבחן של College Board AP⁩

English

A random variable 随机变量 assigns a number to each outcome of a chance process. A probability distribution 概率分布 lists each possible value with its probability (they sum to $1$). A distribution can be discrete (a table of values) or continuous (an area-under-a-curve model like the normal).

עברית

משתנה אקראי מקדיש מספר לכל תוצאה של תהליך אקראי. התפלגות הסתברות מפרטת כל ערך אפשרי יחד עם ההסתברות שלו (הסכום שלהם הוא $1$). התפלגות יכולה להיות דיסקרטית (טבלת ערכים) או רציפה (מודל שטח מתחת לעקומה כמו הנורמלית).

4.8

Mean and Standard Deviation of Random Variables · ⁨הממוצע והסטייה התקנית של משתנים אקראיים⁩

Syllabus · ⁨סיילבוס⁩
English

Enduring Understanding (VAR-5): Probability distributions may be used to model variation in populations.

Learning Objective VAR-5.C: Calculate parameters for a discrete random variable. [Skill 3.B]

  • VAR-5.C.1 A numerical value measuring a characteristic of a population or the distribution of a random variable is known as a parameter, which is a single, fixed value.
  • VAR-5.C.2 The mean, or expected value, for a discrete random variable $X$ is $\mu_X = \sum x_i \cdot P(x_i)$.
  • VAR-5.C.3 The standard deviation for a discrete random variable $X$ is $\sigma_X = \sqrt{\sum (x_i - \mu_x)^2 \cdot P(x_i)}$.

Learning Objective VAR-5.D: Interpret parameters for a discrete random variable. [Skill 4.B]

  • VAR-5.D.1 Parameters for a discrete random variable should be interpreted using appropriate units and within the context of a specific population.
עברית

הבנה מתמשכת (VAR-5): ניתן להשתמש בחלוקות הסתברות כדי לדגמן שינויים באוכלוסיות.

מטרת למידה VAR-5.C: חשב פרמטרים למשתנה אקראי בדיד. [מיומנות 3.B]

  • VAR-5.C.1 ערך מספרי הנמדד מאפיין של אוכלוסייה או של חלוקת משתנה אקראי נקרא פרמטר, שהוא ערך יחיד וקבוע.
  • VAR-5.C.2 הממוצע, או הערך המצופה, עבור משתנה אקראי בדיד $X$ הוא $\mu_X = \sum x_i \cdot P(x_i)$.
  • VAR-5.C.3 סטיית התקן עבור משתנה אקראי בדיד $X$ היא $\sigma_X = \sqrt{\sum (x_i - \mu_x)^2 \cdot P(x_i)}$.

מטרת למידה VAR-5.D: פרש פרמטרים למשתנה אקראי בדיד. [מיומנות 4.B]

  • VAR-5.D.1 פרמטרים למשתנה אקראי בדיד יש לפרש באמצעות יחידות מתאימות ובתוך הקשר של אוכלוסייה ספציפית.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨מקור: תיאור הקורס והמבחן של College Board AP⁩

English

The mean (expected value) 期望值 of a discrete random variable is the probability-weighted average:

$$\mu_X=E(X)=\sum x_i\,P(x_i).$$
The standard deviation $\sigma_X=\sqrt{\sum (x_i-\mu_X)^2\,P(x_i)}$ measures typical spread from the mean. The expected value is the long-run average outcome, not a value you expect on any single trial.

Worked example. A game pays $\$5$ with probability $0.2$ and costs you $\$1$ (a $-1$ outcome) with probability $0.8$. The expected value is

$$E(X)=5(0.2)+(-1)(0.8)=1-0.8=\$0.20,$$
so over many plays you gain about $20$ cents per play on average, even though no single play gives exactly that.

עברית

ה-ממוצע (ערך צפוי) של משתנה אקראי דיסקרטי הוא הממוצע המשוקלל בהסתברות:

$$\mu_X=E(X)=\sum x_i\,P(x_i).$$
ה-סטייה התקנית $\sigma_X=\sqrt{\sum (x_i-\mu_X)^2\,P(x_i)}$ מדדה את התפזרות האופיינית מהממוצע. הערך הצפוי הוא הממוצע לטווח ארוך, ולא ערך שתצפו לקבל בניסוי בודד.

דוגמה מפורטת. משחק משלם $\$5$ with probability $0.2$ and costs you $\$1$ (תוצאת $-1$) עם הסתברות $0.8$. הערך הצפוי הוא

$$E(X)=5(0.2)+(-1)(0.8)=1-0.8=\$0.20,$$
ולכן לאורך ניסויים רבים תקבלו כ-$20$ סנטים בכל ניסוי בממוצע, גם אם באף ניסוי בודד לא תקבלו בדיוק סכום זה.

4.9

Combining Random Variables · ⁨שילוב משתנים אקראיים⁩

Syllabus · ⁨סיילבוס⁩
English

Enduring Understanding (VAR-5): Probability distributions may be used to model variation in populations.

Learning Objective VAR-5.E: Calculate parameters for linear combinations of random variables. [Skill 3.B]

  • VAR-5.E.1 For random variables $X$ and $Y$ and real numbers $a$ and $b$, the mean of $aX + bY$ is $a\mu_x + b\mu_y$.
  • VAR-5.E.2 Two random variables are independent if knowing information about one of them does not change the probability distribution of the other.
  • VAR-5.E.3 For independent random variables $X$ and $Y$ and real numbers $a$ and $b$, the mean of $aX + bY$ is $a\mu_x + b\mu_y$, and the variance of $aX + bY$ is $a^2\sigma^2_x + b^2\sigma^2_y$.

Learning Objective VAR-5.F: Describe the effects of linear transformations of parameters of random variables. [Skill 3.C]

  • VAR-5.F.1 For $Y = a + bX$, the probability distribution of the transformed random variable, $Y$, has the same shape as the probability distribution for $X$, so long as $a > 0$ and $b > 0$. The mean of $Y$ is $\mu_y = a + b\mu_x$. The standard deviation of $Y$ is $\sigma_y = |b|\sigma_x$.
עברית

הבנה מתמשכת (VAR-5): ניתן להשתמש בחלוקות הסתברות כדי לדגמן שינויים באוכלוסיות.

מטרת למידה VAR-5.E: חשב פרמטרים לשילובים ליניאריים של משתנים אקראיים. [מיומנות 3.B]

  • VAR-5.E.1 עבור משתנים אקראיים $X$ ו$Y$ ומספרים ממשיים $a$ ו$b$, הממוצע של $aX + bY$ הוא $a\mu_x + b\mu_y$.
  • VAR-5.E.2 שני משתנים אקראיים הם עצמאיים אם ידע על אחד מהם אינו משנה את חלוקת ההסתברות של השני.
  • VAR-5.E.3 עבור משתנים אקראיים בלתי תלויים $X$ ו$Y$ ומספרים ממשיים $a$ ו$b$, הממוצע של $aX + bY$ הוא $a\mu_x + b\mu_y$, והשונות של $aX + bY$ היא $a^2\sigma^2_x + b^2\sigma^2_y$.

מטרת הלמידה VAR-5.F: לתאר את השפעות ההמרות הליניאריות על פרמטרים של משתנים אקראיים. [כישור 3.C]

  • VAR-5.F.1 עבור $Y = a + bX$, התפלגות ההסתברות של המשתנה האקראי המוּרָה, $Y$, בעלת אותה צורה כמו התפלגות ההסתברות של $X$, כל עוד $a > 0$ ו$b > 0$. הממוצע של $Y$ הוא $\mu_y = a + b\mu_x$. סטיית התקן של $Y$ היא $\sigma_y = |b|\sigma_x$.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨מקור: תיאור הקורס והמבחן של College Board AP⁩

English

When you add or subtract random variables, means add: $\mu_{X\pm Y}=\mu_X\pm\mu_Y$. If $X$ and $Y$ are independent, variances add (even when subtracting):

$$\sigma^2_{X\pm Y}=\sigma^2_X+\sigma^2_Y.$$
Take the square root for the standard deviation. Also, scaling: $\mu_{aX+b}=a\mu_X+b$ and $\sigma_{aX+b}=|a|\sigma_X$.

עברית

כשמוסיפים או מחסרים משתנים אקראיים, הממוצעים מתחברים: $\mu_{X\pm Y}=\mu_X\pm\mu_Y$. אם $X$ ו-$Y$ הם בין עצמם, השונות מתחברת (גם כאשר מחסרים):

$$\sigma^2_{X\pm Y}=\sigma^2_X+\sigma^2_Y.$$
לקח את השורש הריבועי לסטיית התקן. כמו כן, קנה מידה: $\mu_{aX+b}=a\mu_X+b$ ו-$\sigma_{aX+b}=|a|\sigma_X$.

4.10

Introduction to the Binomial Distribution · ⁨מבוא להתפלגות בינומית⁩

Syllabus · ⁨סיילבוס⁩
English

Enduring Understanding (UNC-3): Probabilistic reasoning allows us to anticipate patterns in data.

Learning Objective UNC-3.A: Estimate probabilities of binomial random variables using data from a simulation. [Skill 3.A]

  • UNC-3.A.1 A probability distribution can be constructed using the rules of probability or estimated with a simulation using random number generators.
  • UNC-3.A.2 A binomial random variable, $X$, counts the number of successes in $n$ repeated independent trials, each trial having two possible outcomes (success or failure), with the probability of success $p$ and the probability of failure $1 - p$.

Learning Objective UNC-3.B: Calculate probabilities for a binomial distribution. [Skill 3.A]

  • UNC-3.B.1 The probability that a binomial random variable, $X$, has exactly $x$ successes for $n$ independent trials, when the probability of success is $p$, is calculated as $P(X = x) = \binom{n}{x} p^x (1 - p)^{n-x}, x = 0, 1, 2, \ldots, n$. This is the binomial probability function.
עברית

הבנה עקבית (UNC-3): סיכום סטטיסטי מאפשר לנו לנבא תבניות בנתונים.

מטרת למידה UNC-3.A: הערכת הסברות של משתנים מקריים בינומיים באמצעות נתונים ממדמה. [מיומנות 3.A]

  • UNC-3.A.1 ניתן לבנות התפלגות הסברות באמצעות כללי ההסתברות או להעריך אותה באמצעות הדמייה עם יוצרים מספרים רנדומליים.
  • UNC-3.A.2 משתנה מקרי בינומי, $X$, סופר את מספר ההצלחות ב$n$ ניסויים חוזרים עצמאיים, כאשר לכל ניסוי ישנם שני תוצאות אפשריות (הצלחה או כישלון), עם הסברת ההצלחה $p$ והסברת הכישלון $1 - p$.

מטרת למידה UNC-3.B: חישוב הסברות עבור התפלגות בינומית. [מיומנות 3.A]

  • UNC-3.B.1 ההסתברות שמשתנה מקרי בינומי, $X$, יהיה לו בדיוק $x$ הצלחות ב$n$ ניסויים עצמאיים, כאשר הסברת ההצלחה היא $p$, מחושבת לפי $P(X = x) = \binom{n}{x} p^x (1 - p)^{n-x}, x = 0, 1, 2, \ldots, n$. זוהי פונקציית ההסתברות הבינומית.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨מקור: תיאור הקורס והמבחן של College Board AP⁩

English
The binomial distribution

A binomial 二项 setting (BINS): a fixed number $n$ of Independent trials, each with two outcomes (success/failure) and the same success probability $p$. The random variable $X=$ number of successes. Its probability:

$$P(X=k)=\binom{n}{k}p^k(1-p)^{n-k}.$$

עברית
ההתפלגות הבינומית

מצב בינומי (BINS): מספר קבוע $n$ של ניסויים בין עצמם, כל אחד מהם בעל שתי תוצאות (הצלחה/כישלון) והסתברות הצלחה זהה $p$. המשתנה האקראי $X=$ הוא מספר ההצלחות. ההסתברות שלו:

$$P(X=k)=\binom{n}{k}p^k(1-p)^{n-k}.$$

ההתפלגות הבינומית, עם ממוצע n כפול p
ההתפלגות הבינומית, עם ממוצע n כפול p
Explore · ⁨חקור⁩

Shape a binomial distribution · ⁨עיצוב חלוקה בינומית⁩

A binomial distribution counts successes in $n$ independent trials each with probability $p$. Change $n$ and $p$ and watch the bars shift and spread. · ⁨התפלגות בינומית סופרת הצלחות ב$n$ ניסויים עצמאיים כל אחד עם הסתברות $p$. שנה את $n$ ואת $p$ וצפה איך העמודות זזות ומתפשטות.⁩

Vocabulary · ⁨מילון מונחים⁩ Train · ⁨אימון⁩
English עברית
binomial/baɪˈnəʊmɪəl/ בינומי
geometric/ˌdʒiːəʊˈmetrɪk/ גיאומטרי
4.11

Parameters for a Binomial Distribution · ⁨פרמטרים להתפלגות בינומית⁩

Syllabus · ⁨סיילבוס⁩
English

Enduring Understanding (UNC-3): Probabilistic reasoning allows us to anticipate patterns in data.

Learning Objective UNC-3.C: Calculate parameters for a binomial distribution. [Skill 3.B]

  • UNC-3.C.1 If a random variable is binomial, its mean, $\mu_x$, is $np$ and its standard deviation, $\sigma_x$, is $\sqrt{np(1 - p)}$.

Learning Objective UNC-3.D: Interpret probabilities and parameters for a binomial distribution. [Skill 4.B]

  • UNC-3.D.1 Probabilities and parameters for a binomial distribution should be interpreted using appropriate units and within the context of a specific population or situation.
עברית

הבנה עקבית (UNC-3): סיכום סטטיסטי מאפשר לנו לנבא תבניות בנתונים.

מטרת למידה UNC-3.C: חישוב פרמטרים להתפלגות בינומית. [מיומנות 3.B]

  • UNC-3.C.1 אם משתנה מקרי הוא בינומי, ממוצעו, $\mu_x$, הוא $np$ וסטיית התקן שלו, $\sigma_x$, היא $\sqrt{np(1 - p)}$.

מטרת למידה UNC-3.D: פרשנות הסברות ופרמטרים להתפלגות בינומית. [מיומנות 4.B]

  • UNC-3.D.1 הסברות ופרמטרים להתפלגות בינומית צריכים להיות מפורשים באמצעות יחידות מתאימות ובתוך הקשר של אוכלוסייה או מצב ספציפי.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨מקור: תיאור הקורס והמבחן של College Board AP⁩

English

For a binomial $X$ with $n$ trials and success probability $p$:

$$\mu_X=np,\qquad \sigma_X=\sqrt{np(1-p)}.$$
Use these for "how many successes do we expect, and how much do they vary" questions.

Worked example. A player makes $70\%$ of free throws. In $n=10$ shots, the probability of exactly $8$ makes is

$$P(X=8)=\binom{10}{8}(0.7)^8(0.3)^2=45\times0.0576\times0.09\approx0.23,$$
and the expected number of makes is $\mu=np=10(0.7)=7$, with $\sigma=\sqrt{10(0.7)(0.3)}\approx1.45$.

עברית

עבור התפלגות בינומית $X$ עם $n$ ניסויים והסתברות הצלחה $p$:

$$\mu_X=np,\qquad \sigma_X=\sqrt{np(1-p)}.$$
השתמשו באלו לשאלות מסוג "כמה הצלחות אנו מצפים, וכמה הן משתנות".

דוגמה מפורטת. שחקן מבצע $70\%$ נקודות חופשיות. ב-$n=10$ זריקות, ההסתברות ל-$8$ פגיעות מדויקות היא

$$P(X=8)=\binom{10}{8}(0.7)^8(0.3)^2=45\times0.0576\times0.09\approx0.23,$$
ומספר הפגיעות הצפוי הוא $\mu=np=10(0.7)=7$, עם $\sigma=\sqrt{10(0.7)(0.3)}\approx1.45$.

4.12

The Geometric Distribution · ⁨ההתפלגות הגיאומטרית⁩

Syllabus · ⁨סיילבוס⁩
English

Enduring Understanding (UNC-3): Probabilistic reasoning allows us to anticipate patterns in data.

Learning Objective UNC-3.E: Calculate probabilities for geometric random variables. [Skill 3.A]

  • UNC-3.E.1 For a sequence of independent trials, a geometric random variable, $X$, gives the number of the trial on which the first success occurs. Each trial has two possible outcomes (success or failure) with the probability of success $p$ and the probability of failure $1 - p$.
  • UNC-3.E.2 The probability that the first success for repeated independent trials with probability of success $p$ occurs on trial $x$ is calculated as $P(X = x) = (1 - p)^{x-1} p, x = 1, 2, 3, \ldots$. This is the geometric probability function.

Learning Objective UNC-3.F: Calculate parameters of a geometric distribution. [Skill 3.B]

  • UNC-3.F.1 If a random variable is geometric, its mean, $\mu_x$, is $\dfrac{1}{p}$ and its standard deviation, $\sigma_x$, is $\dfrac{\sqrt{(1 - p)}}{p}$.

Learning Objective UNC-3.G: Interpret probabilities and parameters for a geometric distribution. [Skill 4.B]

  • UNC-3.G.1 Probabilities and parameters for a geometric distribution should be interpreted using appropriate units and within the context of a specific population or situation.
עברית

הבנה עקבית (UNC-3): סיכום סטטיסטי מאפשר לנו לנבא תבניות בנתונים.

מטרת למידה UNC-3.E: חישוב הסברות עבור משתנים מקריים גיאומטריים. [מיומנות 3.A]

  • UNC-3.E.1 עבור סדרה של ניסויים עצמאיים, משתנה מקרי גיאומטרי, $X$, נותן את מספר הניסוי בו מתרחשת ההצלחה הראשונה. לכל ניסוי ישנם שני תוצאות אפשריות (הצלחה או כישלון) עם הסברת ההצלחה $p$ והסברת הכישלון $1 - p$.
  • UNC-3.E.2 ההסתברות שההצלחה הראשונה בניסויים חוזרים עצמאיים עם הסברת הצלחה $p$ תתרחש בניסוי $x$ מחושבת לפי $P(X = x) = (1 - p)^{x-1} p, x = 1, 2, 3, \ldots$. זוהי פונקציית ההסתברות הגיאומטרית.

מטרת למידה UNC-3.F: חישוב פרמטרים להתפלגות גיאומטרית. [מיומנות 3.B]

  • UNC-3.F.1 אם משתנה מקרי הוא גיאומטרי, ממוצעו, $\mu_x$, הוא $\dfrac{1}{p}$ וסטיית התקן שלו, $\sigma_x$, היא $\dfrac{\sqrt{(1 - p)}}{p}$.

מטרת למידה UNC-3.G: פרשן התאומים ופרמטרים של חלוקה גיאומטרית. [כישור 4.B]

  • UNC-3.G.1 יש לפרש התאומים ופרמטרים של חלוקה גיאומטרית באמצעות יחידות מתאימות ובתוך הקשר של אוכלוסייה או מצב ספציפי.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨מקור: תיאור הקורס והמבחן של College Board AP⁩

English

A geometric 几何 setting is the same as binomial but with no fixed $n$: you keep trying until the first success. The random variable $Y=$ the trial of the first success:

$$P(Y=k)=(1-p)^{k-1}\,p,\qquad \mu_Y=\frac{1}{p}.$$
So the expected number of trials until the first success is $1/p$.

עברית

מצב גיאומטרי זהה למצב בינומי אך ללא מספר ניסויים קבוע $n$: ממשיכים לנסות עד להשגת ההצלחה הראשונה. המשתנה האקראי $Y=$ מייצג את מספר הניסויים עד להצלחה הראשונה:

$$P(Y=k)=(1-p)^{k-1}\,p,\qquad \mu_Y=\frac{1}{p}.$$
לכן, התוצאה הצפונית של מספר הניסויים עד להצלחה הראשונה היא $1/p$.

4.12

Exam tips · ⁨טיפים לבחינות⁩

English
  • A probability lies in $[0,1]$; use the complement ($1-P$) and add mutually exclusive events.
  • For independent events multiply; for "and/or" use the general addition and conditional rules.
  • Expected value = $\sum(\text{value}\times\text{probability})$.
  • Recognise binomial (fixed $n$, two outcomes, constant $p$) and geometric settings.
  • Draw a tree or table for multi-stage problems and multiply along branches.
עברית
  • הסתברות נמצאת ב$[0,1]$; השתמשו במשלימה ($1-P$) והוסיפו אירועים בלתי תלויים.
  • עבור אירועים עצמאיים כפלו; עבור "וגם/או" השתמשו בכללים הכלליים לחיבור ולתנאי.
  • ערך צפוי = $\sum(\text{value}\times\text{probability})$.
  • זיהוי מצבים בינומיים (מספר $n$ קבוע, שני תוצאות, $p$ קבוע) ומצבים גיאומטריים.
  • ציירו עץ או טבלה לבעיות רב-שלבים והכפילו לאורך הענפים.

Interactive lessons on this topic · ⁨שיעורים אינטראקטיביים בנושא זה⁩

Work through it step by step, with instant-check exercises. · ⁨לעבור על הדברים צעד אחר צעד, עם תרגילים לבדיקה מיידית.⁩

Past Papers · ⁨מבחני עבר⁩

More topics in AP Statistics · ⁨סטטיסטיקה - AP⁩ · ⁨נושאים נוספים בAP Statistics · ⁨סטטיסטיקה - AP⁩⁩

Log in or create account · ⁨היכנס או צור חשבון⁩

IGCSE, A-Level & AP