석봉동 고2수학과외







두 주사위의 합에서 먼저 확인할 것
두 주사위를 던질 때 표본결과는 (1,1), (1,2)처럼 구분되지만, 확률변수 \(X\)를 ‘두 주사위의 눈의 합’으로 정하면 여러 결과가 같은 \(X\)값을 만든다. 석봉동과외 수업에서는 계산보다 이 묶음 판단을 먼저 점검한다.
학생 풀이 기록
한 학생은 다음처럼 표를 작성했다.
| 표본결과 | X | 확률 |
|---|---|---|
| (1,1) | 2 | 1/36 |
| (1,2) | 3 | 1/36 |
| (2,1) | 3 | 1/36 |
| (1,3) | 4 | 1/36 |
표본결과별 확률을 적은 것 자체는 맞지만, 확률변수 \(X\)의 분포를 구하려면 같은 \(X\)값을 하나로 합쳐야 한다.
같은 값을 만드는 결과를 묶기
\(X=3\)이 되는 결과는 (1,2), (2,1)이다. 두 결과는 서로 다르지만 각각의 확률이 \(1/36\)이므로
\[ P(X=3)=P((1,2))+P((2,1))=\frac{1}{36}+\frac{1}{36}=\frac{2}{36}=\frac{1}{18} \]
처럼 합쳐야 한다. 이 과정을 생략하면 동일한 확률변수값이 표에 여러 번 남는다.
합의 확률분포
| X | 가능한 표본결과 수 | P(X) |
|---|---|---|
| 2 | 1 | 1/36 |
| 3 | 2 | 2/36 |
| 4 | 3 | 3/36 |
| 5 | 4 | 4/36 |
| 6 | 5 | 5/36 |
| 7 | 6 | 6/36 |
| 8 | 5 | 5/36 |
| 9 | 4 | 4/36 |
| 10 | 3 | 3/36 |
| 11 | 2 | 2/36 |
| 12 | 1 | 1/36 |
새 문제에서 판단이 유지되는지 확인
두 주사위의 합이 9일 확률을 구하면, (3,6), (4,5), (5,4), (6,3)의 네 결과가 해당한다. 따라서
\[ P(X=9)=\frac{4}{36}=\frac{1}{9} \]
이다. 단순히 표본결과 하나의 확률을 적는 것이 아니라, 질문한 \(X\)값을 만드는 모든 결과를 찾아 합산해야 한다.
최종 검증
분포표의 확률 합은
\[ \frac{1+2+3+4+5+6+5+4+3+2+1}{36} =\frac{36}{36}=1 \]
이다. 그러므로 모든 가능한 \(X\)값을 빠짐없이 묶었고, 동일한 \(X\)값의 확률도 중복 없이 합쳤다고 확인할 수 있다. 대전고3수학과외에서 이 검산까지 습관화하면 주사위 종류가 바뀐 문제에도 같은 판단을 적용할 수 있다.