Şans Oyunları Perspektifinden Olasılık III: Probability from Perspective of the Chance Games III

Rastlantı ya da kesin olmayan olaylarla ilgilenen olasılık teorisi, rastlantı olaylarını belirli kurallara göre matematik disiplininde inceleyen bir bilim dalıdır. Burada, rastlantı olayından kasıt gerçekleşmesi şansa bağlı olan önceden bilinmeyen olaylardır. Burada olabildiğince yalın bir şekilde uygulamalı örneklerin şans oyunları üzerinden verilmesinin nedeni olasılık konusuna dikkat çekmek ve olasılık konusuyla ilgileneceklere katkıda bulunmaktır. Yoksa amaç bu oyunları oynamaya özendirmek veya teşvik emek değildir. Bunu burada özellikle ifade etmek gerekir.

Çalışma kapsamında R programlama dili ve Microsoft Office Excel kullanılarak şans oyunlarından biri olan 10 Numara kombinasyonları ve olasılıkları hesaplanarak kazanma olasılıkları karşılaştırmalı olarak verilmiştir.

Rastlantı ya da kesin olmayan olaylarla ilgilenen olasılık teorisi, rastlantı olaylarını belirli kurallara göre matematik disiplininde inceleyen bir bilim dalıdır. Burada, rastlantı olayından kasıt gerçekleşmesi şansa bağlı olan önceden bilinmeyen olaylardır.

10 Numara kazanma olasılıklarının hesaplanmasında kesikli olasılık dağılımlarından biri ola Hipergeometrik Olasılık Dağılımı (Hypergeometric Probability Distribution) kullanılmıştır.

Hypergeometrik Dağılım

Hipergeometrik dağılım basit tekrarsız tesadüfi örneklem (iadesiz örneklem) seçiminin yapıldığı denemedir. Hipergeometik dağılımın varsayımları şöyledir:

  • Her deneyin olası iki sonucu vardır.
  • Deneyin tekrarlanma sayısı (n) sabittir.
  • Deneyler birbirinden bağımsızdır.

Hipergeometrik dağılımında kullanılan parametreler Tablo 1’de verilmiştir. Eşitliklerde bir deneyde istenen sonucun ortaya çıkma olasılığı, diğer bir ifadeyle başarı olasılığı p, istenen sonucun ortaya çıkmama olasılığı ise q=1-p‘dir. Tekrarsız örnekleme söz konusu olduğu için başarı olasılığı (p) deneyden deneye farklılık göstermektedir.

Tablo 1: Hipergeometrik Dağılım Parametreleri

Hipergeometrik Olasılık Kütle Fonksiyonu (PMF)

Tablo 1’deki parametreler kullanılarak oluşturulan Hipergeometrik olasılık kütle fonksiyonu (PMF) aşağıdaki eşitlikte verilmiştir. Parantez içindeki eşitlikler tekrarsız kombinasyonları ifade etmektedir.

Eşitlikte N anakütle eleman sayısını, m popülasyondaki başarı sayısını, x örneklemdeki başarı sayısını, n örneklem hacmini göstermektedir.

Örnek Uygulamalar

Örnek uygulamalara geçilmeden önce R’da yüklenmesi gereken kütüphaneleri aşağıda verelim. Daha önce aşağıdaki kütüphaneler kurulmamışsa lütfen kurunuz. R studio’yu sıklıkla kullandığım için gerek arayüzünün kullanım kolaylığı gerekse verimli olması açısından R konsol yerine R Studio arayüzünün kullanılması önerilmektedir. Eğer R yüklü değilse yapılan bu işlemleri bulutta yer alan R programlama yazılımını da kullanarak yapabilir ve R Studio arayüzünden bu platform üzerinden yararlanabilirsiniz. Sıklıkla bulut üzerindeki R Studio’yu da şahsen kullanmaktayım. Aşağıda linkten buluta giriş sağlayabilirsiniz. Sıklıkla

RStudio Cloud: https://login.rstudio.cloud/

gereklikütüphaneler<-sapply(c("dplyr","tibble","tidyr","ggplot2","formattable","ggthemes","readr","readxl","xlsx","ggpubr","formattable", "ggstance","vcd"), require, character.only = TRUE)
gereklikütüphaneler

Örnek: 10 Numara şans oyununda haznede 80 top bulunmaktadır. İçerisinden iadesiz seçilen 22 toptan sırasıyla hiç bilmeyene (0 bilen), 6, 7, 8, 9 ve 10 bilene ikramiye verilmektedir.

İstenenler

  1. 10 Numara şans oyunu olasılık fonksiyonunu bulunuz.
  2. 10 Numara şans oyununda sırasıyla hiç bilmeme (0 bilme), 6, 7, 8, 9 ve 10 olasılıklarını sırasıyla hesaplayınız.

Bilinenler

  • N= 80 (Anakütledeki eleman sayısı)
  • x=0 ve 6’dan 10’a kadar (dahil) (Örneklemdeki başarı sayısı)
  • m=10 (Popülasyondaki başarı sayısı)
  • n= 22 (Örneklem hacmi)

Çözüm

  1. Bilinenleri Hipergeometrik kütle olasılık fonksiyonunda yerine koyarsak 10 Numara şans oyunu olasılık fonksiyonu aşağıdaki gibi olacaktır. Parantez içindeki eşitlikler tekrarsız kombinasyonları göstermektedir.

2. 10 numara şans oyununda sırasıyla hiç bilmeme (0 bilme), 6, 7, 8, 9 ve 10 olasılıkları aşağıda yazılan R kod bloğunda hesaplanmıştır.

#bilinenler
N=80#Anakütledeki eleman sayısı (N) 80'dir.
x=c(0, 6:10)#Örneklemdeki başarı sayısı (x) 0 ve 6'dan 10'a kadar (dahil). Burada kazanma olasılıklarının vektör içerisinde tanımlanmasının nedeni aşağıda for döngüsü işlevi görmesinin sağlanarak birden fazla olasılık fonksiyonu yazılmamak istenmemesidir. Böylece işlem süresi kısaltılmış ve işlem yükü de azaltılmıştır.
m=10#Popülasyondaki başarı sayısı (m) 10'dur.
n=22#Örneklem hacmi (n) 22'dir.

#Tablo oluşturma
tablo<-tibble(Kategori=c("Sıfır", "Altı", "Yedi", "Sekiz", "Dokuz", "On"),Kazanma_Olasılığı=as.numeric(choose(m,x)*choose(N-m,n-x)/choose(N,n))) %>% mutate(Tersine_Olasılık=1/Kazanma_Olasılığı) %>% mutate_if(is.numeric, round, 10) 
tablo
#formatlanmış tablo
formattable(tablo,
            align =rep("r",3), 
            list(formatter(
              "span", style = ~ style(color = "grey",font.weight = "bold")),
`Kazanma_Olasılığı` = color_bar("#FA614B"),
`Tersine_Olasılık` = color_bar("#B0C4DE")
))

Yukarıdaki R kod bloğunun çalıştırılmasından sonra 10 Numara şans oyununda sırasıyla hiç bilmeme (0 bilme), 6, 7, 8, 9 ve 10 olasılıkları aşağıdaki tabloda verilmiştir. Aynı zamanda daha kolay anlayabilmeniz için hesaplanan olasılıkların çarpmaya göre tersi (1/Olasılık) alınmış ve tabloya yansıtılmıştır. Ortaya konulan bulgulara göre 10 numara şans oyununda

  • Hiç bilmediğinizde kazanma olasılığınız yaklaşık 31,55’te 1’dir.
  • 6 bildiğinizde kazanma olasılığınız yaklaşık 52,01’de 1’dir.
  • 7 bildiğinizde kazanma olasılığınız yaklaşık 312,88’de 1’dir.
  • 8 bildiğinizde kazanma olasılığınız yaklaşık 3.114,94’te 1’dir.
  • 9 bildiğinizde kazanma olasılığınız yaklaşık 57.070,07’de 1’dir.
  • 10 bildiğinizde kazanma olasılığınız yaklaşık 2.546.203,19’da 1’dir.

Yukarıda R’da hesapladığım 10 Numara kazanma olasılıklarını aynı zamanda aşağıda R’da yazdığım for döngüsü kullanarak da yapabiliriz.

N=80#Anakütledeki eleman sayısı (N) 80'dir.
x=c(0, 6:10)#Örneklemdeki başarı sayısı (x) 0 ve 6'dan 10'a kadar (dahil)
m=10#Popülasyondaki başarı sayısı (m) 10'dur.
n=22#Örneklem hacmi (n) 22'dir.

for (i in seq_along(x)) {
  x[i] <-choose(m,x[i])*choose(N-m,n-x[i])/choose(N,n)
  x[i]<-1/x[i]
}
print(paste(c(0, 6:10),"kazanma olasılığı:", round(x,5),"'de 1'dir."))

Yukarıdaki R kod bloğunun çalıştırılmasından sonra elde edilen 10 Numara kazanma olasılıkları kazanma kategorilerine göre aşağıda verilmiştir.

[1] "0 kazanma olasılığı: 31.5544 'de 1'dir."       
[2] "6 kazanma olasılığı: 52.01191 'de 1'dir."      
[3] "7 kazanma olasılığı: 312.88416 'de 1'dir."     
[4] "8 kazanma olasılığı: 3114.93568 'de 1'dir."    
[5] "9 kazanma olasılığı: 57070.07157 'de 1'dir."   
[6] "10 kazanma olasılığı: 2546203.19328 'de 1'dir."

Yukarıda hesaplanan 10 numara şans oyununda sırasıyla hiç bilmeme (0 bilme), 6, 7, 8, 9 ve 10 olasılıkları R bilmeyenler için ayrıca Microsoft Office Excel ortamında da hesaplanmıştır. Excel ortamında ilk olarak bilinenler tablosunu aşağıda verelim.

Yukarıdaki bilinenler tablosuna göre excel ortamında hesaplanan 10 Numara şans oyunu kazanma olasılıkları kategorilere göre aşağıda verilmiştir.

Şimdi yapılan bu işlemleri excel ortamında kullanılan fonksiyonları da görebilmeniz adına aşağıda xlsx formatında paylaşıyorum.

Özetle R’da ve Microsoft Excel’de yapılan bu çalışmayla olasılık teorisinde yer alan Hipergeometrik olasılık dağılımı kullanılarak şans oyunları özelinde olasılık teorisine dikkat çekilmeye çalışılmıştır.

Daha önce Şans oyunları özelinde örnek uygulama yaptığım çalışmaların linklerini de aşağıda paylaşıyorum ilgilenenler için.

Şans Oyunları Perspektifinden Olasılık

Şans Oyunları Perspektifinden Olasılık II

Faydalı olması ve farkındalık oluşturması dileğiyle.

Bilimle ve teknolojiyle kalınız.

Saygılarımla.

Not: Kaynak gösterilmeden alıntı yapılamaz veya kopyalanamaz.

Note: It can not be cited or copied without referencing.

Yararlanılan Kaynaklar

Bir Cevap Yazın

Aşağıya bilgilerinizi girin veya oturum açmak için bir simgeye tıklayın:

WordPress.com Logosu

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Google fotoğrafı

Google hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Twitter resmi

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Facebook fotoğrafı

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Connecting to %s