Subjects probabilità

Probabilita Caratteristica Aaf7Ed

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Question: In alcuni telefilm polizieschi, si sente dire "il criminale ha questa insoluta caratteristica... trovare questa persona e avrete il vostro uomo". Supponiamo che ogni dato individuo abbia questa insoluta caratteristica con probabilità $1.4 \times 10^{-6}$, indipendentemente dagli altri individui, e che la città in questione abbia 1 milioni di abitanti. Supponendo che l'ispettore trovi una tale persona, approssimare con una opportuna variabile discreta la probabilità che ce ne sia almeno un'altra.
1. **Enunciato del problema:** Supponiamo che ogni individuo in una città di 1 milione di abitanti abbia una caratteristica insolita con probabilità $p = 1.4 \times 10^{-6}$, indipendentemente dagli altri. L'ispettore ha trovato una persona con questa caratteristica. Vogliamo approssimare la probabilità che ci sia almeno un'altra persona con la stessa caratteristica. 2. **Modello probabilistico:** Definiamo la variabile casuale $X$ come il numero di persone con la caratteristica insolita nella città. Poiché ogni individuo ha la caratteristica con probabilità $p$ indipendentemente, $X$ segue una distribuzione binomiale: $$X \sim \mathrm{Binomial}(n=10^6, p=1.4 \times 10^{-6})$$ 3. **Approssimazione con distribuzione di Poisson:** Poiché $n$ è grande e $p$ è molto piccolo, possiamo approssimare $X$ con una variabile di Poisson con parametro $$\lambda = np = 10^6 \times 1.4 \times 10^{-6} = 1.4$$ Quindi: $$X \approx \mathrm{Poisson}(\lambda=1.4)$$ 4. **Calcolo della probabilità richiesta:** L'ispettore ha già trovato una persona con la caratteristica, quindi sappiamo che $X \geq 1$. Vogliamo la probabilità che ci sia almeno un'altra persona, cioè: $$P(X \geq 2 \mid X \geq 1) = \frac{P(X \geq 2)}{P(X \geq 1)}$$ 5. **Calcolo delle probabilità di Poisson:** $$P(X \geq 2) = 1 - P(X=0) - P(X=1)$$ $$P(X=0) = e^{-\lambda} \frac{\lambda^0}{0!} = e^{-1.4}$$ $$P(X=1) = e^{-\lambda} \frac{\lambda^1}{1!} = e^{-1.4} \times 1.4$$ 6. **Sostituzione e calcolo:** $$P(X \geq 2) = 1 - e^{-1.4} - 1.4 e^{-1.4} = 1 - e^{-1.4}(1 + 1.4)$$ $$P(X \geq 1) = 1 - P(X=0) = 1 - e^{-1.4}$$ 7. **Risultato finale:** $$P(X \geq 2 \mid X \geq 1) = \frac{1 - e^{-1.4}(1 + 1.4)}{1 - e^{-1.4}}$$ 8. **Interpretazione:** Questa probabilità indica la chance che, dato che è stata trovata una persona con la caratteristica, ce ne sia almeno un'altra. **Risposta:** $$\boxed{P = \frac{1 - e^{-1.4}(1 + 1.4)}{1 - e^{-1.4}}}$$