احجية البيضات الستة
مقدمة
في هذه المقالة البسيطة سوف اطرح أحجية وجدتها على تويتر اثارت اعجابي لأنها مثال لطيف لنظرية الإحتمالات.سوف يكون هدفنا هنا استعراض طريقة التفكير الرياضي و اختبار فرضياتنا وتحيزاتنا عندما يتعلق الأمر بالإحتمالات الممكنة. هاهي الأحجية.
#فيزياء_السعادة
— Maha (@Maha__Bukharie) February 3, 2022
والناس اللي عندها أرق ،فكروا pic.twitter.com/EUfPCaFsTd
بعد البحث والتحري عن مصدر هذه الأحجية, وجدت ان النسخة الأنجليزية منها انتشرت على الأنترنت خلال العام الماضي.كما يبدو أن ما قصده مؤلف هذه الأحجية لم يكن رياضيا بل تلاعب بالكلمات. لكن لا يهم ذلك وسنقوم بحلها على كل حال.
السؤال:
يقول السؤال بكل بساطة انه هناك 6 بيضات, كُسرت بيضتان و طُبخت بيضتان و أُكلت بيضتان. كم بيضة تبقى لنا؟. هذا السؤال كغيره من الأسئلة الرياضية لا يمكن حله الا بوضع بعض القيود والفرضيات والتي لم يوفرها السؤال بشكل مباشر.
فرضيات الحل
- سنفترض انه لا يوجد بيضات اخرى خارج مجموعة البيضات الستة.
- سوف نفترض ايضا ان احتمال أكل بيضة غير مطبوخة سواء كانت مكسورة او غير مكسورة يساوي صفر.
ماذا نعرف:
في البداية يجب ان نضع بعض التعاريف في رموز لأختصار الكلام.
- X - بيضة مكسورة ومطبوخة
- B - بيضة مطبوخة لكن غير مكسورة
- L - بيضة مكسورة لكن غير مطبوخة
- C - بيضة سليمة
كما تلاحظ, السؤال لم يحدد اذا ما كان هناك ازدواج في حالة البيضات.لأنه بالإمكان كسر وطبخ وأكل البيضتان ذاتهن. كذلك كسر البيضة لا يعني باللزوم انه سوف يتم طبخها, قد تكون وقعت على الارض. لكن كل ما يشترطه السؤال علينا هو ان نستوفي هذه الحالات : 2 مكسورة, 2 مطبوخة , 2 مأكولة.
وضع الخطة الرياضية:
بالنظر إلى المعطيات هناك فقط 3 سناريوهات ممكنة تستوفي الشرط.
- 2(X) 4(C)
- 1(X) 1(L) 1(B) 3(C)
- 2(B) 2(L) 2(C)
حصر جميع السيناريوهات الممكنة التي تستوفي شرط السؤال يساعدنا على تحديد فضاء العينة او ما يسمى بالـ Sample Space. فضاء العينة يمثل جميع السيناريوهات المذكورة.
في السيناريو الأول ينتج لنا 4 بيضات سليمة أي اننا نستهلك بيضتان فقط. يمكن حساب عدد الأحتمالات لهذا السيناريو عن طريق معادلة التوافيق أو ما تسمى بالـ combination formula.
\[ _{n}{C}_{r} = \frac{n!}{r!(n-r)!} =\frac{6!}{2!(6-2)!} = 15 \] في السيناريو الثاني ينتج لنا 3 بيضات سليمة أي اننا نستهلك 3 بيضات فقط. سوف نحسبها بنفس الطريقة.
\[ _{6}{C}_{3} =\frac{6!}{3!(6-3)!} = 20 \]
كذلك السيناريو الثالث
\[ _{6}{C}_{4} =\frac{6!}{4!(6-4)!} = 15 \]
الأن مجموع هذه الأحتمالات كلها هو 50 احتمال ممكن. في 15 منها سيكون لدينا 3 بيضات سليمة. كذلك في 15 حالة اخرى سيكون لدينا بيضتان سليمة فقط. لكن اكبر عدد الحالات سيكون لدينا 3 بيضات سليمة. لذلك يمكن حساب الأحتمالات كالتالي.
\[ P(C = 4) = \frac{15}{15+15+20} = 0.3 \\ P(C = 3) \frac{20}{50} = 0.4 \\ P(C = 2)\frac{15}{50} = 0.3 \\ \]
الجواب النهائي
لو كنت سوف اراهن على الأجابة ستكون اجابتي هي “يوجد ثلاث بيضات على الأقل” أو “لا يقل العدد عن ثلاث بيضات” لأن في كلا تلك الحالتين سيكون احتمال صحة هذه الاجابة 70%.
جرب بنفسك
كامل الكود تجده هنا
comments powered by Disqus