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4.1.2 乘法公式与全概率公式
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1.理解并掌握乘法公式和全概率公式,并会用这两个公式解决简单的实际问题,重点提升数学运算核心素养.
2.理解贝叶斯公式并能简单应用,重点培养数学建模、数据分析核心素养.
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乘法公式
在P(B|A),P(BA),P(A)这三者中,如果已知P(A)与P(B|A),能不能求出P(BA)?
提示:能,P(BA)=P(A)·P(B|A).
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乘法公式
由条件概率公式P(B|A)=eq \f(PBA,PA)可知,P(BA)=
___________________.这就是说,根据事件A发生的概率,以及已知事件A发生的条件下事件B发生的概率,可以求出___________________的概率.一般地,这个结论称为乘法公式.
P(A)P(B|A)
A与B同时发生
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eq \a\vs4\al([拓展])
若Ai表示事件,i=1,2,3,且P(A1)>0,P(A1A2)>0.则P(A1A2A3)=P(A1)P(A2|A1)P(A3|A1A2),其中P(A3|A1A2)表示已知A1与A2都发生时A3发生的概率,而P(A1A2A3)表示A1,A2,A3同时发生的概率.
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全概率公式和贝叶斯公式
如图,有三个箱子,分别编号为1,2,3,其中1号箱装有1个红球和4个白球,2号箱装有2个红球和3个白球,3号箱装有3个红球,这些球除颜色外完全相同,某人先从三箱中任取一箱,再从中任意摸出一球.
(1)求取得红球的概率;
(2)发现该球是红球,求该球是取自1号箱的概率.
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提示:(1)设事件Bi表示“球取自i号箱”(i=1,2,3),事件A表示“取得红球”,其中B1,B2,B3两两互斥,A发生总是伴随着B1,B2,B3之一同时发生,即A=B1A∪B2A∪B3A,且B1A,B2A,B3A两两互斥.运用互斥事件概率的加法公式得到P(A)=P(B1A)+P(B2A)+P(B3A),再对求和中的每一项运用乘法公式得P(A)=P(B1)P(A|B1)+P(B2)P(A|B2)+P(B3)P(A|B3)=eq \f(1,3)×eq \f(1,5)+eq \f(1,3)×eq \f(2,5)+eq \f(1,3)×eq \f(3,3)=eq \f(8,15).因此,取得红球的概率为eq \f(8,15).
(2)设事件Bi表示“球取自i号箱”,事件A表示“取得红球”,由问题1知P(A)=eq \f(8,15).由条件概率公式得P(B1|A)=eq \f(PB1A,PA)=eq \f(PB1PA|B1,PA)=eq \f(\f(1,3)×\f(1,5),\f(8,15))=eq \f(1,8).
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1.一般地,如果样本空间为Ω,而A,B为事件,则BA与Beq \x\to(A)是互斥的,且B=BΩ=B(A+eq \x\to(A))=BA+Beq \x\to(A),从而P(B)=P(BA+Beq \x\to(A))=P(BA)+P(Beq \x\to(A)).
2.全概率公式
(1)当P(A)>0且P(eq \x\to(A))>0时,由乘法公式有
P(BA)=P(A)P(B|A),P(Beq \x\to(A))=P(eq \x\to(A))P(B|eq \x\to(A)),
所以P(B)=P(A)P(B|A)+P(eq \x\to(A))P(B|eq \x\to(A)).这称为全概率公式.
(2)公式推广
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互斥
定理1 若样本空间Ω中的事件A1,A2,…,An满足:
①任意两个事件均__________,即AiAj=∅,i,j=1,2,…,n,i≠j;
②A1+A2+…+An=__________;
③P(Ai)>0,i=1,2,…,n.
则对Ω中的任意事件B,都有B=__________________,且P(B)=eq \i\su(i=1,n,P)(BAi)
= .
Ω
BA1+BA2+…+BAn
eq \i\su(i=1,n,P)(Ai)P(B|Ai)
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上述公式也称为全概率公式.n=3时的情形可借助下图来理解.
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3.贝叶斯公式
(1)一般地,当1>P(A)>0且P(B)>0时,有
P(A|B)=