동전 던지기에서 10번 연속 앞이면 11번째는 뒤가 나올 확률이 더 높은 게 정상?(도박사의 오류)
동전을 10번 던져 모두 앞면이 나왔다면, 11번째는 뒷면이 나올 확률이 더 높을 것 같지만 사실은 이전 결과와 무관하게 항상 50%입니다. 왜 그럴까요?
먼저 독립 사건과 종속 사건으로 나누어 볼 필요가 있습니다.
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독립 사건과 종속 사건의 차이
1. 독립 사건(Independent Events)
● 정의: 한 사건의 결과가 다른 사건의 결과에 아무런 영향을 주지 않는 경우.
● 예시: 동전 던지기, 주사위 굴리기 등
● 특징:
동전을 10번 연속 앞면이 나왔다고 해도, 11번째 던질 때 앞면과 뒷면이 나올 확률은 여전히 50%입니다.
이전의 결과가 다음 결과에 영향을 주지 않기 때문입니다. 11번째 던질 때 역시 10번째와 아무런 상관이 없는 새로운 행위입니다.
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마왕의 방에 들어간 돼지 | 만화처럼 쉽고 재미있는 수학 그림책!우리 반 남학생 수와 여학생 수를 비교할 때, 여름을 좋아하는 학생과 좋아하지 않는 학생의 비율, 내가 학교에 지각하지 않을
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● 수식 표현
P는 Probability(확률)의 약자이고, P( ) 안에 들어가는 것은 “확률을 구하고 싶은 사건”입니다.
P(A∩B) = P(A) × P(B)
→ “A와 B가 독립이라면, A와 B가 동시에 일어날 확률은
A가 일어날 확률 × B가 일어날 확률과 같다”는 뜻입니다.
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2. 종속 사건(Dependent Events)
● 정의: 한 사건의 결과가 다른 사건의 결과에 영향을 주는 경우.
● 예시:
뽑기에서 한 번 뽑은 후 그 공을 다시 넣지 않고 두 번째 뽑기를 할 때(비복원 추출)
카드 게임에서 한 장을 뽑은 후 다시 넣지 않고 또 한 장을 뽑는 경우
● 특징:
첫 번째 사건의 결과가 두 번째 사건의 확률에 영향을 미칩니다.
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● 수식 표현
두 사건 A, B가 종속이라면
P(A∩B)=P(A)×P(B∣A)
여기서 P(B∣A)는 A가 일어난 후 B가 일어날 확률)
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3. 오해의 예시: 동전 던지기
● 오해: “동전을 10번 던져서 모두 앞면이 나왔으니, 11번째는 뒷면이 나올 확률이 더 높다.”
● 사실:
동전 던지기는 각각의 시행이 독립적이기 때문에,
11번째도 여전히 앞면 50%, 뒷면 50%입니다.
이전의 결과와 무관합니다.
이 오해를 ‘도박사의 오류(Gambler’s Fallacy)’라고 부릅니다.
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4. 정리
● 독립 사건: 이전 결과와 관계없이 항상 동일한 확률
● 종속 사건: 이전 결과가 다음 확률에 영향을 줌
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