우승한 시리즈만 골랐을 때 두 경기 종료 비율은 달라진다

독립인 각 경기에서 먼저 두 번 이기거나 지면 시리즈가 끝난다. 우승한 시리즈 중 두 경기만 열린 비율 P(N=2|W)를 구하라. 전체 시리즈의 두 경기 종료 확률 P(N=2)와 비교한다.

빈 코트 위 라켓과 테니스공 두 개

사진: KeepActive Australia from Melbourne, VIC, Australia · CC BY-SA 4.0 · 원본 출처

p1=34,p2=13,p3=34,W=전체 승리,N=경기 수p_1=\frac34,\quad p_2=\frac13,\quad p_3=\frac34,\qquad W=\text{전체 승리},\quad N=\text{경기 수}

독립인 각 경기에서 먼저 두 번 이기거나 지면 시리즈가 끝난다. 우승한 시리즈 중 두 경기만 열린 비율 P(N=2|W)를 구하라. 전체 시리즈의 두 경기 종료 확률 P(N=2)와 비교한다.

P(N=2∣W)=1/411/16=411,P(N=2)=14+16=512P(N=2\mid W)=\frac{1/4}{11/16}=\frac4{11},\qquad P(N=2)=\frac14+\frac16=\frac5{12}

두 경기 만에 우승하려면 첫 두 경기를 모두 이겨야 해서 확률은 (3/4)(1/3)=1/4다. 전체 우승 확률은 두 경기 우승 1/4에 첫 두 경기의 승패가 갈린 확률 7/12와 세 번째 승리 확률 3/4의 곱을 더해 11/16이다. 우승한 경우만 분모로 고르면 4/11이다. 한편 전체에서 두 경기 종료에는 연속 두 패배도 들어간다. 그 확률은 (1/4)(2/3)=1/6이라 전체 두 경기 종료는 5/12이다. 기록을 우승 팀의 시리즈로 제한하면 분자에 남는 사건과 분모가 모두 바뀐다. 이것은 전체 승리라는 사건을 조건으로 삼은 조건부확률이다.

교사 질문: 두 경기 종료한 기록만 골랐을 때 우승 비율 P(W|N=2)도 같은 수인지 별도로 계산해 보자.

출처·착안: 日本シリーズに関する確率2題 ~胴上げが見られる確率と試合数の期待値~. 위 문항의 조건·수치·풀이와 교사 질문은 새로 작성했다.