봉산동 고2수학과외







확률표의 마지막 줄에서 발견된 오류
봉산동과외에서 이산확률분포를 점검할 때 가장 먼저 확인할 것은 계산 결과가 아니라 모든 확률의 합입니다. 확률변수 \(X\)의 분포표에서 확률을 모두 더한 값은 반드시 1이어야 합니다.
| \(X\) | 0 | 1 | 2 | 3 |
|---|---|---|---|---|
| \(P(X=x)\) | 0.2 | 0.3 | 0.1 | 0.3 |
검산에서 드러난 누락
위 표의 확률합은
\[ 0.2+0.3+0.1+0.3=0.9 \]
이다. 따라서 이 표는 이산확률분포가 될 수 없다. 가능한 \(X\)의 값 중 하나가 누락되었거나, 제시된 확률 중 적어도 하나가 잘못 기록된 것이다. 확률합이 1이 되지 않는 표를 그대로 이용해 기댓값이나 분산을 계산한 것이 오답의 출발점이었다.
합조건으로 미지 확률 구하기
이번에는 다음과 같이 미지수 \(a\)가 포함된 표를 보자.
| \(X\) | 1 | 2 | 3 | 4 |
|---|---|---|---|---|
| \(P(X=x)\) | 0.2 | \(a\) | 0.35 | 0.15 |
이산확률분포이므로 확률합은 1이다.
\[ 0.2+a+0.35+0.15=1 \]
\[ a+0.7=1,\qquad a=0.3 \]
조건을 함께 확인하는 방법
구한 값 \(a=0.3\)은 \(0\le a\le1\)을 만족한다. 실제로 다시 더하면
\[ 0.2+0.3+0.35+0.15=1 \]
이므로 올바른 분포표가 된다. 단순히 미지수를 계산하는 데서 끝내지 않고, 확률의 범위와 전체 합을 함께 확인해야 한다.
학생 풀이의 교정
처음 풀이에서는 표에 적힌 수를 일부만 더해 \(0.9\)를 얻은 뒤에도 분포표로 인정했다. 교정 후에는 다음 순서로 확인한다.
- 가능한 \(X\)의 값이 빠짐없이 제시되었는지 확인한다.
- 각 확률이 \(0\) 이상 \(1\) 이하인지 확인한다.
- 모든 확률의 합이 정확히 \(1\)인지 계산한다.
- 미지 확률을 구했다면 원래 표에 대입해 다시 검산한다.
이처럼 확률합 1 검산을 분포표의 마지막 조건으로 고정하면, 계산이 맞더라도 성립하지 않는 분포를 사용하는 실수를 막을 수 있다.