olympia.gr

Για την Ελλάδα με όπλο την αλήθεια. Μαθαίνοντας τη φύση, την κοινωνία, τον εαυτό μας. Μαθαίνοντας ξανά να ζούμε! Ecology is not just a trend. It's Life itself. Ecosophy: The Olympian Way. 奥林山方式

Ας βοηθήσουμε το μαθηματικό συλλογισμό του Θεοδωράκη με το «παράδοξο των γενεθλίων»

Posted by infiltr8or στο Ιανουαρίου 8, 2018

Με αφορμή τους μαθηματικούς υπολογισμούς στους οποίους κατέφυγε ο Θεοδωράκης για να υποστηρίξει τα περί παρέμβασης στις δημόσιες κληρώσεις της φορολοταρίας, ας θυμηθούμε «το παράδοξο των γενεθλίων», ένα πρόβλημα του οποίου η λύση φαίνεται να αντιβαίνει στην κοινή λογική.

Μία από τις διατυπώσεις του προβλήματος είναι: «Σε μία ομάδα 23 ατόμων ποια είναι η πιθανότητα δύο από αυτά τα άτομα να έχουν την ίδια ημέρα γενέθλια;». Αν και φαινομενικά η λύση ειναι απλή, 23/365 = 6,3%, η λύση είναι 50,7%. Αν μάλιστα τα άτομα είναι 41, η πιθανότητα αυξάνεται στο 90%, ενώ αν ειναι 366, στο 100%. Πως συμβαίνει αυτό; 

Κατανοώντας το πρόβλημα

Στο πρόβλημα, για λόγους απλοποίησης, δεν παίρνουμε υπόψη μας τα δίσεκτα έτη ούτε τους δίδυμους ούτε το γεγονός ότι η κατανομή των γενεθλίων στατιστικά δεν είναι ομοιόμορφη. Το πρόβλημα ασχολείται με την εύρεση της πιθανότητας οποιωνδήποτε δυο ατόμων να έχουν γενέθλια την ίδια ημέρα. Στην ομάδα των 23 ατόμων η σύγκριση του πρώτου ατόμου με οποιοδήποτε από τα άλλα 22 δίνει 22 συνδυασμούς αλλά η σύγκριση οποιουδήποτε με οποιονδήποτε δίνει 253 συνδυασμούς: (23 • 22) / 2 = 253

Τώρα γίνεται πιο κατανοητή η μεγάλη πιθανότητα του 50,7%.

Υπολογίζοντας την πιθανότητα

Άν η πιθανότητα εύρεσης δύο ατόμων που έχουν την ίδια μέρα γενέθλια σε μια ομάδα 23 ατόμων είναι P(A) είναι πιο εύκολο να υπολογίσουμε την αντίστροφη πιθανότητα P(A΄) να μην υπάρχουν, δηλαδή, δύο άτομα που να έχουν την ίδια μέρα γενέθλια. Καθώς ειναι αντίστροφες ισχύει P(A΄) = 1 − P(A).

Όταν δύο ή περισσότερα γεγονότα είναι ανεξάρτητα το ένα από το άλλο τότε η πιθανότητα να ισχύουν όλα είναι το γινόμενο των πιθανοτήτων του καθενός από αυτά. Επομένως η πιθανότητα P(A΄) για 23 άτομα είναι P(1) × P(2) × P(3) × … × P(23).

Για ένα άτομο η πιθανότητα είναι 365/365=1 δηλαδή 100%. Για το δεύτερο άτομο η πιθανότητα να μην έχει ίδια ημέρα γενέθλια με το πρώτο είναι 364/365. Για το τρίτο άτομο είναι 363/365.

Συνεχίζοντας την ανάλυση βρίσκουμε ότι:

P(A΄) = 365/365 × 364/365 × 363/365 × 362/365 × … × 343/365
από αυτό συνεπάγεται ότι:

P(A΄) = 0.49270276
επομένως:

P(A) = 1 − 0.49270276 = 0.507297 (50.7297%)
Γενικά για ν αριθμό ατόμων έχουμε:

 

Αριθμός ατόμων Πιθανότητα
5 2.7%
10 11.7%
15 25.3%
20 41.1%
23 50.7%
30 70.6%
40 89.1%
50 97.0%
57 99.0%
100 99.99997%
200 99.9999999999999999999999999998%
300 (100 − (6×10−80))%
350 (100 − (3×10−129))%

Τα δικά μου γενέθλια

Συγκρίνοντας την πιθανότητα p(n) = πιθανότητα ύπαρξης ίδιας ημέρας γενεθλίων για οποιαδήποτε δύο από τα άτομα q(n) = πιθανότητα ύπαρξης ίδιας ημέρας γενεθλίων με ένα συγκεκριμένο άτομο
Το γενικό πρόβλημα του παραδόξου αναφέρεται στην ύπαρξη ίδιας ημέρας γενεθλίων για οποιαδήποτε δύο από τα άτομα. Αν όμως ασχοληθούμε με την πιθανότητα ύπαρξης ατόμου που έχει την ίδια ημέρα γενέθλια με κάποιο συγκεκριμένο (ας πούμε με εμένα) τα μεγέθη αλλάζουν. Συγκεκριμένα έχουμε:

q(n) = 1 -[ ( 365 – 1) / 365] ^ n

Αντικαθιστώντας το n με το 23 έχουμε 6.1% δηλαδή πιθανότητα περίπου μία στις 16. Για να υπάρξει πιθανότητα περίπου 50% να έχω την ίδια ημέρα γενέθλια με κάποιον άλλο θα πρέπει να βρεθώ σε ομάδα με 253 άτομα! Αυτό είναι αρκετά μεγαλύτερο από το 365/2=182,5 γιατί η πιθανότητα αυτή αναφέρεται σε σχέση με τα δικά μου γενέθλια όμως μπορεί να υπάρχει άλλο ζευγάρι ατόμων που να έχει την ίδια ημέρα γενέθλια.

Κρυπτογραφία

Το παράδοξο των γενεθλίων έχει μεγάλη σημασία για την κρυπτογραφία. Στην κρυπτογραφία παίζει μεγάλο ρόλο η αναζήτηση μεθόδων όπου η κρυπτανάλυση να χρειάζεται πολύ μεγάλα μεγέθη για να καταφέρει να «σπάσει» τον κωδικό. Στις κρυπτογραφικές hash συναρτήσεις, για παράδειγμα, η κρυπτανάλυση ασχολείται με την πιθανότητα ύπαρξης δύο ίδιων αποτελεσμάτων (σύγκρουση) όσον αφορά ένα συγκεκριμένο μέγεθος bits. Η κρυπτογραφική αυτή επίθεση ονομάζεται επίθεση των γενεθλίων.

Πηγή wikipedia

 

infiltr8or

 

2 Σχόλια to “Ας βοηθήσουμε το μαθηματικό συλλογισμό του Θεοδωράκη με το «παράδοξο των γενεθλίων»”

  1. Lak said

    Μην ασχολείστε με τον πραγματικά ψεκασμένο. Αφήστε τον με το Protagon και την Athens Voice, σε μια μεγάλη φούσκα

    Μου αρέσει!

  2. 9μερα said

    Καλό το παράδοξο των γενεθλίων, μόνο που ο Θεοδωράκης δεν αναφέρεται στα γενέθλια αλλά στο παράδοξο της… κωλοφαρδίας.

    Αλλά μια και σε βρήκα λύσε μου και αυτήν την απορία.
    Στη Βουλή υπάρχουν 300 άτομα, αρσενικά και θηλυκά.
    Αν αφαιρέσουμε τα θηλυκά, στα αρσενικά που απομένουν τι πιθανότητες υπάρχουν δύο εξ’ αυτών να τον… παίρνουν;
    Επίσης αυτοί οι 2 που πιθανόν τον παίρνουν τι πιθανότητες υπάρχουν να τον παίρνουν από Τούρκο;

    Μου αρέσει!

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Google+

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google+. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Σύνδεση με %s

 
Αρέσει σε %d bloggers: