표의 확률 합이 1.1, 원래 분포까지 불가능하다는 증거일까

X=0,1,2,3의 확률 표시가 0.3,0.3,0.3,0.2라면 합은 1.1입니다. 정확한 값이면 불가능하지만 소수 첫째 자리로 반올림했다면 원래 값 0.26,0.26,0.26,0.22가 가능합니다. 0.27,0.26,0.26,0.21도 같은 표시를 줍니다. 표시 정밀도 없이 합만 판정하면 원래 분포를 오해할 수 있습니다.

세로 눈금과 액면이 보이는 투명 우량계

사진: Famartin · CC BY-SA 3.0 · 원본 출처

X0123표시한 확률0.30.30.30.2\begin{array}{c|cccc} X&0&1&2&3\\\hline \text{표시한 확률}&0.3&0.3&0.3&0.2 \end{array}

정확한 확률의 표인지, 각 확률을 소수 첫째 자리로 반올림한 표인지에 따라 판정이 달라지는가? ‘합이 1.1이므로 원래 분포도 불가능하다’는 답안을 검토한다.

정확한 값이라면 합이 1이 아니므로 확률분포의 조건에 맞지 않는다. 반올림한 표시라면 다음 원래 값이 가능하다.

0.26+0.26+0.26+0.22=1.0.26+0.26+0.26+0.22=1.

네 값은 모두 0 이상이고, 소수 첫째 자리로 반올림하면 주어진 표가 된다. 따라서 표시값만으로 원래 분포까지 불가능하다고 결론 내릴 수 없다.

표를 1.1로 나누어 합을 1로 바꾸어도 그것이 실제 확률이라고 단정할 수는 없다. 0.27,0.26,0.26,0.21도 같은 표시를 주므로 원래 값은 하나로 정해지지 않는다. 표에 ‘정확한 값’인지 ‘반올림한 값’인지 붙이고, 합을 검사하기 전에 어떤 수를 더했는지 읽게 한다.

출처·착안: Errors in Math with Bad Drawings. 문항과 풀이는 새로 작성했다.