성성동 고2수학과외







같은 확률을 반복해서 곱해도 될까?
천안오성고등학교 학생의 풀이에서 가장 먼저 확인할 부분은 계산이 아니라 독립성이다. 각 시행의 성공확률이 이전 결과와 무관할 때에만 확률의 곱셈을 단순하게 정리할 수 있다. 따라서 천안과외에서는 먼저 시행 사이의 관계를 확인한 뒤 식을 세운다.
오류가 시작된 지점
학생은 각 시행의 성공확률이 모두 p라고 보고 성공이 n번 이어질 확률을 곧바로 다음과 같이 적었다.
p × p × ⋯ × p = pn
하지만 각 시행의 결과가 서로 영향을 주는 상황이라면 이 식은 사용할 수 없다. 같은 성공확률이 반복해서 제시되었다는 사실만으로 독립 시행이라고 판단할 수 없기 때문이다.
곱셈정리의 조건 확인
조건부확률로 먼저 쓰기
두 사건 A, B가 연속으로 일어날 확률은 항상 다음과 같다.
P(A∩B) = P(A)P(B|A)
B의 발생 여부가 A의 결과와 무관할 때에만
P(B|A) = P(B)
가 성립하므로 다음처럼 단순화할 수 있다.
P(A∩B) = P(A)P(B)
독립 시행과 서로 다른 시행의 비교
| 상황 | 성공확률 | 성공이 연속될 확률 |
|---|---|---|
| 독립 시행 | 매 시행 p | pn |
| 독립이 아닌 시행 | 조건에 따라 변함 | p1p2⋯pn |
예를 들어 첫 번째 성공확률이 1/2이고, 첫 번째 결과가 성공했을 때 두 번째 성공확률이 2/3이라면 두 번 모두 성공할 확률은
1/2 × 2/3 = 1/3
이다. 이는 (1/2)2로 계산할 수 없다.
최종 판단 기준
문제를 풀 때는 다음 순서로 점검한다.
- 각 시행의 성공확률이 같은지 확인한다.
- 이전 결과가 다음 시행의 확률에 영향을 주는지 확인한다.
- 영향이 없다면 독립 시행으로 보고 pn을 사용한다.
- 영향이 있다면 조건부확률을 포함한 p1p2⋯pn 형태로 계산한다.
결국 핵심은 ‘같은 확률인가’가 아니라 ‘이전 결과와 무관한가’이다. 이 기준을 적용하면 같은 pn을 써도 되는 문제와 서로 다른 확률을 곱해야 하는 문제를 구별할 수 있다. 필요하다면 천안고3수학과외에서도 이 판단 과정을 다양한 유형에 적용해 볼 수 있다.