内容正文:
为了利用数学工具,并以简洁、统一的形式研究随机实验的规律,本章我们还将把随机试验的结果数量化,引入随机变量的概念.
第七章 随机变量及其分布
概率是随机事件发生可能性大小的度量 . 在必修课程的概率学习中,我们结合古典概型,研究了简单随机事件及其概率的计算方法,并讨论了概率的一些性质 . 本章将在此基础上,结合古典概型,研究随机事件的条件概率,建立概率的乘法公式和全概率公式,并用它们计算较复杂事件的概率.
对离散型随机变量,我们主要研究其分布列及数字特征,并对二项分布、超几何分布进行重点研究 . 对于连续型随机变量,我们只研究服从正态分布的情况 . 通过用随机变量描述和分析随机试验, 解决一些简单的实际问题, 进一步体会概率模型的作用及概率思想和方法的特点.
7.1 条件概率与全概率公式
7.1.1 条件概率
如果事件A与B不独立,如何表示积事件AB的概率呢?下面我们从具体问题入手.
在必修“概率”一章的学习中,我们遇到过求同一试验中两个事件A与B同时发生(积事件AB)的概率的问题.
当事件A与B相互独立时,有
P(AB)=P(A)P(B).
问题1:某个班级有45名学生,其中男生、女生的人数及团员的人数如下表所示:
在班级里随机选择一人做代表:
(1)选到男生的概率是多少?
(2)如果已知选到的是团员, 那么
选到的是男生的概率是多少?
团员 非团员 合计
男生 16 9 25
女生 14 6 20
合计 30 15 45
随机选择一人做代表, 则样本空间Ω包含45个等可能的样本点 . 用A表示事件“选到团员”, B表示事件“选到男生”, 根据表中的数据可以得出,
n(Ω)=45, n (A)=30, n(B)=25.
(1)根据古典概型知识可知,选到男生的概率
问题1:某个班级有45名学生,在班级里随机选择一人做代表:(2)如果已知选到的是
团员, 那么选到的是男生的概率
是多少?
(2)“在选到团员的条件下,
选到男生”的概率就是“在事件A发生的条件下,事件B发生”的概率,记为P(B|A).
此时相当于以A为样本空间来考虑事件B发生的概率,而在新的样本空间中事件B就是积事件AB,包含的样本点数n(AB)=16 . 根据古典概型知识可知,
基础预习初探
问题2:假定生男孩和生女孩是等可能的,现考虑有两个小孩的家庭 . 随机选择一个家庭 , 那么:
(1)该家庭中两个小孩都是女孩的概率是多大?
(2)如果已经知道这个家庭有女孩,那么两个小孩都是女孩的概率又是多大?
观察两个小孩的性别, 用b表示男孩, g表示女孩, 则样本空间Ω ={bb,bg,gb,gg}, 且所有样本点是等可能的. 用A表示事件“选择的家庭中有女孩”, B表示事件“选择的家庭中两个孩子都是女孩”, 则A={bg,gb,gg},B={gg}.
(1)根据古典概型知识可知,该家庭中两个小孩都是女孩的概率
基础预习初探
问题2: (2)如果已经知道这个家庭有女孩,那么两个小孩都是女孩的概率又是多大?
则样本空间Ω ={bb,bg,gb,gg}, 用A表示事件“选择的家庭中有女孩”, B表示事件“选择的家庭中两个孩子都是女孩”, 则A={bg,gb,gg},B={gg}.
(2)“在选择的家庭有女孩的条件下 , 两个小孩都是女孩”的概率就是“在事件A发生的条件下 , 事件B发生”的概率 , 记为P(B|A) . 此时A成为样本空间 , 事件B就是积事件AB . 根据古典概型知识可知,
基础预习初探
在上面两个问题中,在事件A发生的条件下,事件B发生的概率都是
这个结论对于一般的古典概型仍然成立. 事实上, 如下图所示, 若已知事件A发生, 则A成为样本空间. 此时, 事件B发生的概率是AB包含的样本点数与A包含的样本点数的比值, 即
AB
A
B
Ω
所以 , 在事件A发生的条件下 , 事件B发生的概率还可以通过P (B|A)=来计算.
一般地, 设A, B为两个随机事件, 且P(A)>0, 我们称
为在事件A发生的条件下, 事件B发生的条件概率,简称条件概率.
探究!在问题1和问题2中, 都有P(B|A)≠P(B) . 一般地, P(B|A)与P(B)不一定相等. 如果P(B|A)与P(B)相等,那么事件A与B应满足什么条件?
直观上看, 当事件A与B相互独立时, 事件A发生与否