






확률의 곱셈정리: 연속 두 사건의 경로확률 곱하기
시간 제한이 있는 첫 풀이에서는 두 단계의 확률을 더해 답을 구하는 실수가 자주 나타납니다. 동성로과외에서 이런 풀이를 점검할 때는 사건이 ‘연속해서 모두 발생하는지’부터 확인합니다.
학생 풀이 기록에서 발견한 오류
상자에 빨간 공 3개와 파란 공 2개가 들어 있다. 공을 한 개씩, 비복원으로 두 번 뽑을 때 첫 번째는 빨간 공이고 두 번째는 파란 공일 확률을 구해 보자.
첫 번째가 빨간 공일 확률은 3/5이고, 두 번째가 파란 공일 확률은 2/4이므로
3/5 + 2/4 = 11/10
확률이 1보다 커졌으므로 계산 결과만으로도 오류를 의심할 수 있습니다. 무엇보다 이 문제는 ‘첫 번째가 빨강이고 동시에 두 번째가 파랑’인 하나의 경로를 묻고 있습니다.
트리의 한 경로를 따라가기
첫 번째에 빨간 공을 뽑을 확률은 3/5입니다. 실제로 빨간 공이 하나 빠진 뒤에는 빨간 공 2개, 파란 공 2개가 남으므로 두 번째에 파란 공을 뽑을 조건부확률은 2/4입니다.
따라서 해당 경로의 확률은 다음과 같이 곱합니다.
P(첫 번째 빨강, 두 번째 파랑) = P(첫 번째 빨강) × P(두 번째 파랑 | 첫 번째 빨강)
= 3/5 × 2/4 = 6/20 = 3/10
덧셈과 곱셈을 구분하는 기준
| 문제의 표현 | 주로 사용하는 연산 |
|---|---|
| 첫 번째도 빨강이고 두 번째도 파랑 | 곱셈 |
| 첫 번째가 빨강 또는 파랑 | 덧셈을 검토 |
| 서로 다른 여러 경로 중 하나 | 각 경로를 곱한 뒤 경로끼리 더함 |
조건부확률을 놓치지 않기
비복원 추출에서는 첫 번째 결과가 두 번째 확률에 영향을 줍니다. 그러므로 두 번째 확률을 단순히 처음의 확률로 유지하지 않고, 첫 번째 사건이 일어난 뒤의 조건부확률로 계산해야 합니다.
일반적으로 두 사건 A, B가 연속해서 발생할 확률은
P(A∩B) = P(A)P(B|A)
로 나타냅니다. 복원 추출처럼 첫 번째 결과가 두 번째에 영향을 주지 않는 경우에는 P(B|A)=P(B)가 되어 두 확률을 곱하면 됩니다.
최종 검증
구한 값 3/10은 0과 1 사이에 있고, 전체 20개의 순서 있는 결과 중 ‘빨강-파랑’에 해당하는 경우는 3×2=6개이므로 6/20=3/10이라는 조합적 확인도 가능합니다.
따라서 이 문제에서 덧셈은 두 사건이 모두 일어나는 경로를 표현하지 못합니다. 연속된 한 경로는 첫 사건의 확률과 그 결과 이후의 조건부확률을 곱해야 합니다.