प्रायिकता (Probability)
Conditional Probability • Independent Events • Combined Events • Addition Rule • Multiplication Rule • Bayes' Theorem
📋 विषय-सूची
1. Chapter Overview
प्रायिकता (Probability) किसी घटना के घटित होने की संभावना को संख्यात्मक रूप में व्यक्त करती है। इसका मान सामान्यतः 0 से 1 के बीच होता है।
0 ≤ P(E) ≤ 1
यहां P(E) का अर्थ है Event E की Probability।
इस Chapter में क्या पढ़ना है?
- Random Experiment
- Outcome और Sample Space
- Event
- Favourable Outcomes
- Classical Probability
- Complementary Event
- Mutually Exclusive Events
- Exhaustive Events
- Union और Intersection
- Conditional Probability
- Independent Events
- Combined Events
- Addition और Multiplication Rules
- Bayes' Theorem
- Binomial Probability का आधार
2. EXAM APPLICABILITY MAP
| Exam Category | Exam | Relevance | Official Evidence | Typical Level | Pattern |
|---|---|---|---|---|---|
| SSC | CGL | 🟢 Direct | Statistics syllabus में Probability Theory, Conditional Probability, Compound Probability, Independent Events और Bayes' theorem स्पष्ट रूप से दिए गए हैं। | Graduation | Concept + formula + calculation |
| UPSC | Indian Statistical Service (ISS) | 🟢 Direct | Statistics-I में Probability, Conditional Probability, Bayes' theorem तथा advanced probability topics दिए गए हैं। | Advanced | Objective + mathematical statistics |
| UPSC | NDA/NA | 🟢 Direct | Mathematics syllabus में Probability, Conditional Probability और Bayes' theorem के simple problems दिए गए हैं। | School/Intermediate | Objective calculation |
| Railway | RRB NTPC | Official syllabus में Elementary Statistics है; Probability अलग से निर्दिष्ट नहीं है। | Elementary | Exam-specific syllabus पर निर्भर | |
| Banking | IBPS/SBI/RBI आदि | 🟠 Limited/Recruitment-specific | इस consolidated page के लिए current official notification में Probability का समान chapter-level evidence स्थापित नहीं किया गया है। | Varies | Recruitment-specific |
| Other State/Police Exams | State Recruitment Exams | 🟠 Limited/Exam-specific | प्रत्येक भर्ती का official syllabus अलग verify करना आवश्यक है। | Varies | Notification-specific |
| UPSC CSE | Civil Services Preliminary | 🟠 Limited/Indirect | इस page के लिए Probability को अलग mathematical syllabus topic के रूप में direct official evidence नहीं माना गया है। | Not fixed | GS-oriented, not dedicated probability chapter |
3. BASIC CONCEPTS
3.1 Random Experiment
ऐसा प्रयोग जिसका परिणाम पहले से निश्चित रूप से नहीं बताया जा सकता, लेकिन उसके संभावित परिणामों की सूची बनाई जा सकती है, Random Experiment कहलाता है।
3.2 Outcome
Random experiment के प्रत्येक संभावित परिणाम को Outcome कहते हैं।
एक सिक्का उछालने पर Outcomes = {Head, Tail}
3.3 Sample Space
किसी random experiment के सभी संभावित outcomes के समुच्चय को Sample Space (S) कहते हैं।
एक पासा फेंका → S = {1, 2, 3, 4, 5, 6}
3.4 Event
Sample Space का कोई भी subset एक Event कहलाता है।
पासे पर सम संख्या आने की घटना: E = {2, 4, 6}
3.5 Favourable Outcomes
Event को satisfy करने वाले outcomes को favourable outcomes कहते हैं।
P(E) = Favourable Outcomes / Total Equally Likely Outcomes
3.6 Probability की सीमा
- P(E) = 0 → घटना असंभव है।
- P(E) = 1 → घटना निश्चित है।
- 0 < P(E) < 1 → घटना संभव है लेकिन निश्चित नहीं।
4. IMPORTANT DEFINITIONS
| Term | अर्थ | Exam Point |
|---|---|---|
| Random Experiment | ऐसा प्रयोग जिसका परिणाम निश्चित नहीं होता। | Outcomes पहले से सूचीबद्ध किए जा सकते हैं। |
| Sample Space | सभी possible outcomes का set। | इसे S से दर्शाते हैं। |
| Event | Sample Space का कोई subset। | A, B, E आदि से दर्शाया जाता है। |
| Simple Event | जिसमें एक outcome हो। | जैसे पासे पर 3 आना। |
| Compound Event | एक से अधिक outcomes वाला event। | जैसे सम संख्या आना। |
| Complementary Event | A के न होने की घटना। | A' या Aᶜ से दर्शाते हैं। |
| Mutually Exclusive | दो events एक साथ नहीं हो सकते। | P(A∩B)=0 |
| Exhaustive Events | ऐसे events जो मिलकर पूरा sample space cover करें। | P(A∪B∪...)=1 |
| Independent Events | एक event के होने से दूसरे की probability प्रभावित न हो। | P(A∩B)=P(A)P(B) |
| Conditional Probability | किसी दूसरे event के हो जाने की condition में probability। | P(A|B) |
5. COMPLETE CONCEPTS
5.1 Classical Probability
जहां n(E) = favourable outcomes तथा n(S) = total equally likely outcomes।
5.2 Complementary Event
यदि A एक event है, तो A के न होने की घटना को A' या Aᶜ कहते हैं।
P(at least one) = 1 − P(none)
5.3 Union of Events
A ∪ B का अर्थ है A या B या दोनों का होना।
5.4 Intersection of Events
A ∩ B का अर्थ है A और B दोनों का एक साथ होना।
5.5 Mutually Exclusive Events
यदि A और B एक साथ नहीं हो सकते, तो वे mutually exclusive हैं।
इसलिए:
5.6 Conditional Probability
यदि B घटना पहले ही हो चुकी है, तो A की probability को B की condition पर Conditional Probability कहते हैं।
5.7 Multiplication Rule
5.8 Independent Events
यदि A और B independent हैं, तो A के होने या न होने से B की probability नहीं बदलती।
5.9 Independent और Mutually Exclusive में अंतर
| Point | Mutually Exclusive | Independent |
|---|---|---|
| एक साथ होना | नहीं हो सकता | हो सकता है |
| Intersection | P(A∩B)=0 | P(A∩B)=P(A)P(B) |
| Conditional effect | यदि P(B)>0, तो A होने पर B की probability 0 हो सकती है | एक event दूसरे की probability नहीं बदलता |
5.10 Combined Events
जब एक से अधिक events को “और”, “या”, “कम से कम एक”, “दोनों”, “केवल एक” आदि conditions के साथ जोड़ा जाता है, तो combined event problems बनते हैं।
“A और B”
“A या B”
“कम से कम एक”
5.11 Bayes' Theorem
यदि B के कारण A की probability निकालनी हो और विभिन्न संभावित कारण दिए हों, तो Bayes' theorem उपयोगी होता है।
दो कारणों A और A' के लिए:
5.12 Total Probability
यदि A₁, A₂, ..., Aₙ mutually exclusive और exhaustive events हैं, तो:
5.13 Binomial Probability का आधार
जब प्रत्येक trial में केवल दो outcomes हों—Success और Failure—और trials independent हों, तब binomial model उपयोगी होता है।
जहां q=1-p।
6. IMPORTANT RULES
Rule 1 — Complement Rule
Rule 2 — Addition Rule
Rule 3 — Mutually Exclusive Addition
Rule 4 — Multiplication Rule
Rule 5 — Independent Events
Rule 6 — Conditional Probability
Rule 7 — Probability of Impossible Event
Rule 8 — Probability of Sample Space
Rule 9 — Disjoint Events
Disjoint events का intersection empty होता है।
Rule 10 — “At Least One” Strategy
At least one = 1 या उससे अधिक।
Exactly one = केवल 1।
7. FORMULA SECTION
| Formula | Formula | कब उपयोग करें? |
|---|---|---|
| Basic Probability | P(E)=n(E)/n(S) | Equally likely outcomes |
| Complement | P(A')=1-P(A) | Not A |
| Addition | P(A∪B)=P(A)+P(B)-P(A∩B) | A or B |
| Mutually Exclusive | P(A∪B)=P(A)+P(B) | A और B साथ नहीं हो सकते |
| Conditional | P(A|B)=P(A∩B)/P(B) | B given |
| Multiplication | P(A∩B)=P(A)P(B|A) | A and B |
| Independent | P(A∩B)=P(A)P(B) | A और B independent |
| Total Probability | P(B)=ΣP(Aᵢ)P(B|Aᵢ) | Partitioned cases |
| Bayes | P(Aᵢ|B)=P(Aᵢ)P(B|Aᵢ)/ΣP(Aⱼ)P(B|Aⱼ) | Reverse conditional probability |
| Binomial | P(X=r)=C(n,r)pʳqⁿ⁻ʳ | n independent Bernoulli trials |
8. SHORTCUTS & TRICKS
⚡ Trick 1: At Least One
यदि प्रश्न में “कम से कम एक” पूछा हो तो सीधे favourable cases गिनने के बजाय “कोई भी नहीं” निकालना अक्सर आसान होता है।
⚡ Trick 2: Independent Events
यदि events independent हैं और दोनों का होना पूछा है:
⚡ Trick 3: “Or” देखते ही Intersection Check करें
“A या B” में हमेशा देखें कि A और B overlap करते हैं या नहीं।
⚡ Trick 4: Without Replacement
यदि वस्तु वापस नहीं रखी जाती, तो दूसरे selection की probability अक्सर बदल जाती है। इसलिए events को automatically independent न मानें।
⚡ Trick 5: With Replacement
यदि प्रत्येक selection के बाद वस्तु वापस रख दी जाती है और अन्य conditions समान हैं, तो कई standard problems में trials independent हो सकते हैं।
9. SOLVED EXAMPLES
Even outcomes = {2,4,6}
Favourable outcomes = 3
Total outcomes = 6
P(E)=3/6=1/2
केवल HH favourable है।
इसलिए P(HH)=1/4.
Favourable outcomes = 2
Total = 6
P(E)=2/6=1/3.
=0.6×0.5
=0.30
=0.7+0.5-0.2
=1.0
पहली लाल निकलने के बाद लाल = 4 तथा कुल गेंदें = 7
दूसरी लाल = 4/7
P(दोनों लाल)=5/8 × 4/7 = 20/56 = 5/14.
P(A∩B)=P(A)P(B|A)
=1/2 × 3/5
=3/10.
P(D)=0.01
P(+|D)=0.90
P(D')=0.99
P(+|D')=0.05
Bayes theorem:
P(D|+) = [0.01×0.90] / [(0.01×0.90)+(0.99×0.05)]
=0.009/(0.009+0.0495)
=0.009/0.0585
≈0.15385
10. PYQ MASTER SECTION
UPSC NDA syllabus में Probability के अंतर्गत Random Experiment, Sample Space, Events, Union/Intersection, Complementary Events, Classical/Statistical Probability, Elementary Theorems, Conditional Probability और Bayes' theorem के simple problems स्पष्ट रूप से शामिल हैं।
इसलिए NDA के लिए इस chapter को Direct syllabus topic माना गया है।
SSC CGL Statistics syllabus में Probability Theory के अंतर्गत Meaning and Definitions of Probability, Conditional Probability, Compound Probability, Independent Events तथा Bayes' theorem शामिल हैं।
UPSC Indian Statistical Service Statistics-I syllabus में Classical और Axiomatic Probability, Law of Total Probability, Conditional Probability और Bayes' theorem सहित advanced probability topics दिए गए हैं।
PYQ Pattern Based Important Question 1
यदि P(A)=0.4, P(B)=0.5 और A तथा B independent हैं, तो P(A∩B) ज्ञात करें।
उत्तर: 0.20
PYQ Pattern Based Important Question 2
यदि P(A)=0.7, तो P(A') कितना होगा?
उत्तर: 0.3
PYQ Pattern Based Important Question 3
यदि P(A)=0.6, P(B)=0.5 और P(A∩B)=0.3 है, तो P(A∪B) ज्ञात करें।
उत्तर: 0.8
11. PYQ PATTERN ANALYSIS
| Exam | Pattern | मुख्य तैयारी |
|---|---|---|
| SSC CGL Statistics | Probability theory + Conditional + Compound + Independent + Bayes | Definitions, formulas, direct numerical problems और concept distinction |
| NDA | Elementary probability, conditional probability, Bayes simple problems | School-level concepts + fast calculation |
| UPSC ISS | Probability theory से advanced mathematical statistics तक | Conditional probability, distributions, random variables, expectation और advanced theory |
| RRB NTPC | Official syllabus में Elementary Statistics | Current recruitment notification को topic-level evidence के लिए अलग verify करें |
12. PRACTICE QUESTIONS
### Answer Key
| Question | Answer | Concept |
|---|---|---|
| 1 | C — 1/2 | Basic Probability |
| 2 | C — 1/2 | Classical Probability |
| 3 | C — 0.75 | Complement |
| 4 | A — 0.5 | Addition Rule |
| 5 | B — 0.20 | Multiplication Rule |
| 6 | A — 1/4 | Independent Events |
| 7 | A — 1/3 | Without Replacement |
| 8 | C — 1.1 | Mutually Exclusive; invalid probability condition |
| 9 | C — 0.40 | Total Probability |
| 10 | B — 3/8 | Binomial Probability |
### Detailed Solutions
P(Odd)=3/6=1/2.
P(A')=1-P(A)=1-0.25=0.75.
P(A∪B)=0.4+0.3-0.1=0.6.
सुधार: इसलिए Q4 का सही उत्तर B — 0.6 है।
P(A∩B)=P(A)P(B|A)
=0.8×0.25=0.20.
Independent events:
P(A∩B)=1/3×3/4=1/4.
पहली सफेद = 6/10
दूसरी सफेद = 5/9
दोनों सफेद = 6/10×5/9=30/90=1/3.
Mutually exclusive होने पर: P(A∪B)=0.5+0.6=1.1. लेकिन probability 1 से अधिक नहीं हो सकती। इसलिए conditions असंगत हैं और कोई valid probability distribution नहीं बनता।
P(A')=1-0.4=0.6
P(B)=P(A)P(B|A)+P(A')P(B|A')
=0.4×0.7+0.6×0.2
=0.28+0.12=0.40.
Exactly 2 Heads in 3 trials:
C(3,2)(1/2)²(1/2)¹
=3×1/8=3/8.
13. CONCEPT BASED QUESTIONS
उत्तर: केवल trivial case में जब कम से कम एक event की probability zero हो। दो positive-probability mutually exclusive events independent नहीं हो सकते।
उत्तर: नहीं। सामान्यतः दोनों अलग होते हैं।
At least one: एक या उससे अधिक।
Exactly one: केवल एक।
उत्तर: हाँ, यदि A और B independent हैं तो A और B के complements से संबंधित standard independence relations भी प्राप्त होते हैं।
Elementary finite equally-likely problems में इसे impossible event के रूप में समझा जाता है। लेकिन advanced probability theory में probability zero और logical impossibility हमेशा समान नहीं माने जाते।
14. ADVANCED LEVEL
14.1 Conditional Probability Chain
कई dependent selections में sequential multiplication उपयोगी है।
14.2 Independent Multiple Events
यदि A₁,A₂,...,Aₙ mutually independent हैं:
14.3 At Least One Success
n independent trials में प्रत्येक trial की success probability p हो और failure probability q=1-p हो:
14.4 Exactly r Successes
14.5 Conditional Probability और Independence का संबंध
14.6 Odds आधारित समझ
कुछ advanced problems में probability को odds में बदला जा सकता है।
14.7 Common Advanced Confusion
15. COMMON MISTAKES
❌ गलती: P(A∪B)=P(A)+P(B) हर बार लगाना।
✅ सही: General formula में P(A∩B) subtract करें।
❌ गलती: बिना replacement को independent मान लेना।
✅ सही: प्रत्येक selection के बाद probability बदल रही है या नहीं देखें।
❌ गलती: P(A|B)=P(B|A) मान लेना।
✅ सही: Conditional probability की direction पहचानें।
❌ गलती: At least one को exactly one समझना।
✅ सही: At least one = 1 या अधिक।
❌ गलती: Mutually exclusive और independent को समान समझना।
✅ सही: दोनों concepts के conditions अलग हैं।
❌ गलती: Probability का उत्तर 1 से बड़ा या 0 से छोटा स्वीकार करना।
✅ सही: 0≤P(E)≤1 होना चाहिए।
16. EXAM-WISE STRATEGY
SSC CGL Statistics
NDA Mathematics
UPSC ISS
RRB NTPC
Banking / State / Police
17. QUICK REVISION
🏆 1-Minute Revision
- Probability की सीमा: 0 से 1
- P(S)=1
- P(∅)=0
- P(A')=1-P(A)
- P(A∪B)=P(A)+P(B)-P(A∩B)
- Mutually Exclusive → P(A∩B)=0
- Independent → P(A∩B)=P(A)P(B)
- P(A|B)=P(A∩B)/P(B)
- P(A∩B)=P(A)P(B|A)
- At least one = 1 − None
- Bayes = Reverse Conditional Probability
- Binomial = C(n,r)pʳqⁿ⁻ʳ
P(A')=1-P(A)
P(A∪B)=P(A)+P(B)-P(A∩B)
P(A|B)=P(A∩B)/P(B)
P(A∩B)=P(A)P(B|A)
Independent ⇒ P(A∩B)=P(A)P(B)
18. FINAL REVISION BOX
🏆 GOLDEN RULES
- Probability कभी 0 से कम या 1 से अधिक नहीं होती।
- “OR” → Union का विचार करें।
- “AND” → Intersection का विचार करें।
- “Given that” → Conditional Probability सोचें।
- “Independent” → Multiplication में direct probabilities का product।
- “Mutually Exclusive” → Intersection zero।
- “At least one” → Complement strategy याद रखें।
- “Without replacement” → dependence check करें।
- Bayes में prior × likelihood / total probability का ढांचा समझें।
🔥 TOP FORMULAS
P(E)=n(E)/n(S)P(A')=1-P(A)
P(A∪B)=P(A)+P(B)-P(A∩B)
P(A|B)=P(A∩B)/P(B)
P(A∩B)=P(A)P(B|A)
Independent: P(A∩B)=P(A)P(B)
P(B)=ΣP(Aᵢ)P(B|Aᵢ)
P(Aᵢ|B)=P(Aᵢ)P(B|Aᵢ)/ΣP(Aⱼ)P(B|Aⱼ)