Esame di Stato 2002 PNI – 2

Il seguente è uno dei celebri problemi del Cavaliere di Méré (1610-1685), amico di Blaise Pascal: “giocando a dadi è più probabile ottenere almeno una volta 1 con 4 lanci di un solo dado, oppure almeno un doppio 1 con 24 lanci di due dadi?”

Considera le probabilità di eventi con il lancio di un dado

Eventoprobabilità
1 con un lancio= \displaystyle \frac{1}{6}= 0,16666…~ 16,67 %
Diverso da 1 con un lancio\displaystyle 1-\frac{1}{6}= \displaystyle \frac{5}{6}= 0,83333…~ 83,33 %
Diverso da 1 con 4 lanci\displaystyle \left(\frac{5}{6}\right)^4= \displaystyle \frac{625}{1296}= 0,48225…~ 48,23 %
Almeno una volta 1 con 4 lanci\displaystyle 1-\left(\frac{5}{6}\right)^4= \displaystyle \frac{671}{1296}= 0,5177…~ 51,78 %

e con il lancio di 2 dadi

Eventoprobabilità
Un doppio 1 con un lancio= \displaystyle \frac{1}{36}= 0,02777…~ 2,78 %
Diverso da un doppio 1 con un lancio\displaystyle 1-\frac{1}{36}= \displaystyle \frac{35}{36}= 0,97222…~ 97,22 %
Diverso da un doppio 1 con 24 lanci\displaystyle \left(\frac{35}{36}\right)^{24}= …= 0,50859…~ 50,86 %
Almeno una volta un doppio 1 con 24 lanci\displaystyle 1-\left(\frac{35}{36}\right)^{24}= \displaystyle \frac{671}{1296}= 0,4914…~ 49,14 %

Quindi è più probabile ottenere almeno una volta 1 con 4 lanci di un solo dado che almeno un doppio 1 con 24 lanci di due dadi.

Esercizio 1

Tutte le probabilità di ottenere un certo numero di volte 1 con 4 lanci

p(0)= \displaystyle {4 \choose 0}\left(\frac{1}{6}\right)^0\left(\frac{5}{6}\right)^4= \displaystyle \frac{5^4}{6^4}= \displaystyle \frac{625}{1296}= 0,48225
p(1)= \displaystyle {4 \choose 1}\left(\frac{1}{6}\right)^1\left(\frac{5}{6}\right)^3= \displaystyle 4 \cdot \frac{5^3}{6^4}= \displaystyle \frac{125}{324}= 0,38580
p(2)= \displaystyle {4 \choose 2}\left(\frac{1}{6}\right)^2\left(\frac{5}{6}\right)^2= \displaystyle 6 \cdot \frac{5^2}{6^4}= \displaystyle \frac{25}{216}= 0,11574
p(3)= \displaystyle {4 \choose 3}\left(\frac{1}{6}\right)^3\left(\frac{5}{6}\right)^1= \displaystyle 4 \cdot \frac{5}{6^4}= \displaystyle \frac{5}{324}= 0,01543
p(4)= \displaystyle {4 \choose 4}\left(\frac{1}{6}\right)^4\left(\frac{5}{6}\right)^0= \displaystyle \frac{1}{6^4}= \displaystyle \frac{1}{1296}= 0,00077

Esercizio 2

Tutte le probabilità di ottenere un certo numero di volte un doppio 1 con 24 lanci di due dadi

p(0)= \displaystyle {24 \choose 0}\left(\frac{1}{36}\right)^0\left(\frac{35}{36}\right)^{24}= \displaystyle \frac{35^{24}}{36^{24}}= …= 0,508596…
p(1)= \displaystyle {24 \choose 1}\left(\frac{1}{36}\right)^1\left(\frac{35}{36}\right)^{23}= \displaystyle 24\cdot \frac{35^{23}}{36^{24}}= …= 0,34875…
p(2)= \displaystyle {24 \choose 2}\left(\frac{1}{36}\right)^2\left(\frac{35}{36}\right)^{22}= \displaystyle 276\cdot \frac{35^{22}}{36^{24}}= …= 0,1145898…
p(3)= \displaystyle {24 \choose 3}\left(\frac{1}{36}\right)^3\left(\frac{35}{36}\right)^{21}= \displaystyle 2024\cdot \frac{35^{21}}{36^{24}}= …= 0,024009…
= …= …= …= …
p(22)= \displaystyle {24 \choose 22}\left(\frac{1}{36}\right)^{22}\left(\frac{35}{36}\right)^2= \displaystyle 276\cdot \frac{35^{2}}{36^{24}}= …= …
p(23)= \displaystyle {24 \choose 23}\left(\frac{1}{36}\right)^{23}\left(\frac{35}{36}\right)^1= \displaystyle 24\cdot \frac{35^{1}}{36^{24}}= …= …
p(24)= \displaystyle {24 \choose 24}\left(\frac{1}{36}\right)^{24}\left(\frac{35}{36}\right)^0= \displaystyle \frac{1}{36^{24}}= …= …