Теория вероятности

Что следует из данных, а что нет

Вопросы «выберите утверждения, которые следуют из информации» встречаются постоянно. Правильный ответ здесь часто такой: «ни одно не следует».

Что значит «следует»

Утверждение следует из условия, если оно верно при любых данных, которые не противоречат условию. «Скорее всего» и «обычно» не считаются.

  • Чтобы доказать утверждение, выведите его из условия алгебраически или логически.
  • Чтобы опровергнуть, постройте один контрпример: числа, которые подходят под условие, но при которых утверждение ложно.

Пример

В классе мальчиков больше, чем девочек. Пятёрку за контрольную получили 10% всех учеников. Следует ли, что пятёрку получили не более 10% мальчиков?

Контрпример: 6 мальчиков и 4 девочки, пятёрку получил 1 мальчик. Это 10% класса, но 17% мальчиков. Значит, не следует.

Ловушка

Утверждения про покупателей («кто-то купил и кофе, и пирожное») не следуют из данных про товары («кофе продали больше, чем пирожных»). В таблице продаж ничего нет о том, кто что покупал вместе. Если условие про одни объекты, а вывод про другие, ищите контрпример.

Доли и абсолютные числа

  • «Среди покупателей больше всего владельцев iPhone» может значить просто, что владельцев iPhone больше всего среди всех жителей.
  • Регионы сравнивают по показателям на душу населения или на 1000 человек, а не в штуках.
  • Рост с 1% до 2% — это рост на 1 процентный пункт, но на 100 процентов.

Общее среднее — взвешенное

Если группа 1 (размер n₁) имеет среднее m₁, а группа 2 (размер n₂) — среднее m₂, то общее среднее равно

m = (n₁·m₁ + n₂·m₂) / (n₁ + n₂)

Общее среднее всегда лежит между m₁ и m₂ и ближе к среднему большей группы. Это же верно и для долей: общая доля брака лежит между долями брака двух заводов.

Парадокс Симпсона

Зависимость может быть верна внутри каждой группы и поменять знак при объединении групп. Так бывает, когда группы сильно различаются по размеру и составу.

БольницаЛёгкие случаиТяжёлые случаиВсего
A95 из 100 (95%)300 из 400 (75%)395 из 500 (79%)
B360 из 400 (90%)70 из 100 (70%)430 из 500 (86%)

Больница A лучше и на лёгких, и на тяжёлых случаях, но в сумме выглядит хуже: к ней чаще попадают тяжёлые пациенты. Сравнивать нужно внутри однородных групп.

Типичная задача

Например: «Средняя зарплата в каждом отделе выросла, а по компании в целом упала. Возможно ли это?» Да, если сместилась структура: например, наняли много новичков с маленькой зарплатой в самый «дешёвый» отдел. Или: «Средняя оценка по каждому предмету выросла, а общая средняя упала». Это тоже возможно, если изменилось число оценок по предметам.

Когда ответ «недостаточно данных»

Выбирайте этот вариант уверенно, если:

Ещё примеры

Средний балл 10А — 70, средний балл 10Б — 80. Может ли средний балл по двум классам быть 82?

Нет. Общее среднее — взвешенное, поэтому оно лежит между 70 и 80.

На складе ручек больше, чем тетрадей, а бракованными оказались 1% всех товаров. Следует ли, что бракованных ручек не более 1%?

Нет. Например, 101 ручка и 99 тетрадей, всего 200 товаров. Бракованных — 2 ручки: это ровно 1% всех товаров, но около 2% ручек.