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조건부확률에서 독립 판정까지

학생 풀이 기록에는 먼저 조건표를 만든 뒤 “두 사건이 동시에 가능하므로 독립”이라고 적혀 있었다. 그러나 교집합이 존재하는 것과 독립인 것은 서로 다른 조건이다. 불당동과외에서 이 단원을 다룰 때도 가장 먼저 분모가 어떤 사건으로 제한되는지 확인하게 한다.

조건부확률의 분모부터 확인하기

표본공간의 전체 학생 40명 중 사건 A에 해당하는 학생이 20명, 사건 B에 해당하는 학생이 16명, 두 사건에 동시에 해당하는 학생이 8명이라고 하자.

B B의 여사건 합계
A 8 12 20
A의 여사건 8 12 20
합계 16 24 40

B가 일어났다는 조건 아래에서는 전체 후보가 40명에서 16명으로 줄어든다. 따라서

P(A|B) = P(A∩B) ÷ P(B) = (8/40) ÷ (16/40) = 1/2

한편 P(A)=20/40=1/2이므로 P(A|B)=P(A)이다.

동시에 가능한 것과 독립인 것은 다르다

독립 판정의 핵심식

두 사건 A, B가 독립이려면 한 사건이 일어났다는 사실이 다른 사건의 확률을 바꾸지 않아야 한다.

P(A|B)=P(A)

또는 다음과 같이 쓸 수 있다.

P(A∩B)=P(A)P(B)

위 표에서는 P(A)=1/2, P(B)=16/40=2/5, P(A∩B)=8/40=1/5이다. 실제로

P(A)P(B) = 1/2 × 2/5 = 1/5

이므로 두 사건은 독립이다. 반대로 A∩B가 공집합이 아니더라도 위 식이 성립하지 않으면 독립이 아니다.

개념명이 사라진 직접답형 문항

다음 중 사건 A와 B가 독립일 때 항상 성립하는 것을 고르자. 단, P(B)>0이다.

  1. P(A∩B)=0
  2. P(A|B)=P(A)
  3. P(A∩B)=P(A)+P(B)
  4. P(A|B)=P(B)

정답은 이다. 독립은 B가 주어져도 A의 확률이 변하지 않는다는 뜻이므로 P(A|B)=P(A)가 성립한다. 또한 P(A)>0일 때는 P(B|A)=P(B)도 성립한다.

최종 점검

조건부확률을 계산할 때는 조건사건을 새로운 기준, 즉 분모로 삼는다. 독립 여부는 단순히 교집합의 존재로 판단하지 않고, 조건을 붙인 뒤에도 확률이 그대로인지 비교해야 한다.

불당동 고2수학과외 학부모 후기

새 문제집과 프린트를 책상에 펼쳐 놓고 정리하던 중에 아이가 몇 장을 따로 접어 두더라고요. 답은 맞았는데 검산을 못 한 문제들만 모아 둔 거였어요. 그냥 맞았으니 넘어갈 줄 알았는데, 다시 확인할 필요가 있는 것과 아닌 것을 나눠 놓은 모습이 조금 새롭게 보였어요. 불당동 수학과외 이야기를 나누던 때에도 이런 부분을 눈여겨봤는데, 예전에는 막힌 문제가 있어도 어디에서 멈췄는지 따로 표시하지 않았거든요. 답을 맞혔는지만 보고 책장을 넘기는 경우가 많았는데 이번에는 검산 여부를 기준으로 흔적을 남겼어요. 새로운 서술형 문제를 풀던 날에는 풀이가 끝난 뒤 검산이 필요한 문제 옆에 짧게 표시를 해 두었습니다. 답이 맞았다는 것에서 끝내지 않고, 다시 볼 이유가 있는 문제를 골라낸 게 보이더라고요.

★★★★☆학부모 후기

교과서를 다시 펼쳐 본 날, 아이가 해설과 자기 풀이를 한참 비교하더라고요. 전부 다시 풀기보다 두 풀이가 처음 달라지는 한 줄을 먼저 찾고, 그 부분에 필요한 장면만 짧게 정리한 뒤 책을 내려놓았어요. 새 풀이 노트를 만들던 날에도 비슷한 장면을 봤습니다. 제가 먼저 묻기도 전에 해설지와 자기 풀이를 나란히 펼쳐 놓고 한 줄만 대조하고 있었거든요. 예전에는 틀린 까닭을 살피기보다 정답이 무엇이었는지를 외우려는 모습이 많았는데, 이번에는 답 자체보다 풀이가 갈라진 지점을 보고 있었습니다. 불당동 수학과외를 찾아보던 때에는 이런 모습을 상상하기 어려웠는데, 이제는 해설지를 바로 베끼지 않고 자기 계산과 다른 부분부터 짚어 보더라고요. 교과서에는 결국 필요한 내용만 남아 있더라고요.

★★★★★학부모 후기

시험 범위가 발표된 저녁, 아이가 계산이 긴 문제를 붙잡고 잠시 조용하더라고요. 처음부터 전부 지우고 다시 쓰는 줄 알았는데, 풀이를 살펴보더니 틀린 줄 바로 앞에서 연필을 다시 움직였어요. 예예전에는 해설이나 정답을 먼저 확인한 뒤 자기 풀이를 다시 보는 일이 거의 없었거든요. 불당동 수학과외 이야기를 나누던 중이라 요즘 문제를 푸는 모습도 눈여겨보게 됐는데, 이번에는 계산 전체를 없애지 않고 오류가 난 부분까지의 흐름은 그대로 두었습니다. 어디서 판단이 달라졌는지 확인하려는 듯 앞줄부터 이어서 계산하더라고요. 다음 계산 문제를 풀 때도 같은 지점에서 다시 시작했어요. 마지막에는 다음에 펼쳤을 때 바로 찾을 수 있게 그 위치를 남겨두었고, 답지부터 찾지 않고 자기 계산이 끊긴 부분을 먼저 보고 있었습니다.

★★★★★학부모 후기

숙제를 마친 뒤 선생님과 오늘 어려웠던 부분을 편하게 이야기하는 모습이 기억에 남았습니다. 불당동에서 수업을 시작할 때도 틀릴까 봐 계산이 복잡한 문제를 피하던 아이에게 충분히 생각할 시간을 주셔서, 대답을 재촉하지 않고 스스로 풀어 가게 도와주셨습니다. 요즘은 수업이 있는 날을 예전처럼 부담스러워하지 않아 작은 변화가 반갑습니다.

★★★★★학부모 후기

불당동에서 수학 과외를 시작한 뒤 아이가 숙제를 끝내는 데만 매달리기보다, 시험이 끝난 날에는 어떤 부분에서 막혔는지 스스로 돌아보게 됐습니다. 난도가 높아진 단원에서도 선생님은 답을 바로 알려주지 않고 생각을 정리할 기준만 차분히 제시했으며, 힘들어하면 문제를 나누어 진행해 부담을 줄여 주셨습니다. 시험기간에도 크게 흔들리지 않고 해야 할 일을 받아들이는 모습이 보여 성적보다 과정의 변화가 더 반갑게 느껴졌습니다.

★★★★★학부모 후기

학기가 시작되고 첫 시험을 준비하면서 평소엔 잊어버린 내용을 한꺼번에 외우려 했는데, 선생님과 수업 일정에 대해 이야기한 뒤부터 조금씩 정리하는 습관이 생겼습니다. 불당동에서 수업을 받으며 학교 진도가 늦을 때도 무리하게 앞서가지 않고 현재 범위를 다시 확인했고, 모르는 부분은 편하게 질문할 수 있어 시험기간에도 부담이 덜했습니다. 이제는 수학을 잘해야 한다는 압박보다 모르는 것을 하나씩 해결해 보자는 마음이 커졌습니다.

★★★★★학부모 후기