内容正文:
7.1.2 全概率公式
1.结合古典概型,会利用全概率公式计算概率.
2.了解贝叶斯公式.
通过上一节的学习,我们知道,在求一个复杂事件的概率时,可以先将其表示为一些简单事件运算的结果,然后利用概率的加法公式和乘法公式求其概率. 下面,我们再看一个求复杂事件概率的问题.
思考:从有 a 个红球和 b 个篮球的袋子中,每次随机摸出1个球,摸出的球不再放回. 显然,第1次摸到红球的概率为 . 那么第2次摸到红球的概率是多大?如何计算这个概率呢?
分析:因为抽签具有公平性,所以第2次摸到红球的概率也应该是 .但是这个结果并不显然,因为第2次摸球的结果受第1次摸球结果的影响. 下面我们给出严格的推导过程.
用 Ri 表示事件“第 i 次摸到红球”,Bi 表示事件“第 i 次摸到篮球”,i =1,2. 如图所示,事件 R2 可按第1次可能的摸球结果表示为两个互斥事件的并,即 .
P(R2 | R1)
P(B2 | R1)
P(R2 | B1)
P(B2 | B1)
利用概率的加法公式和乘法公式,得
上述过程采用的方法是:按照某种标准,将一个复杂事件表示为两个互斥事件的并,再由概率的加法公式和乘法公式求得这个复杂事件的概率.
一般地,设A1,A2,···,An是一组两两互斥的事件,
,且 , ,则对任意的事件 ,有
全概率公式
我们称上面的公式为全概率公式. 全概率公式是概率论中最基本的公式之一.
对全概率公式的理解
使用全概率公式计算目标事件 B 的概率,必须是找到样本空间 Ω 的一个事件组 A1,A2,…,An,它们满足:①两两互斥;② ,而这一事件组恰恰可以理解为是事件 B 产生的几个原因.全概率公式相当于将产生 B 的全部原因一一进行考察,将每一个可能性都考虑进来,这就是“全”的含义所在.
直观解释为如图,B 发生的概率与 有关,且 B 发生的概率等于所有这些概率的和,即
例1.某次社会实践活动中,甲、乙两个班的同学共同在一个社区进行民意调查.参加活动的甲班的人数占总数的 ,乙班的人数占总数的 ,其中甲班中女生占甲班人数的 ,乙班中女生占乙班人数的 . 求该社区居民遇到一位进行民意调查的同学恰好是女生的概率.
两个事件的全概率公式
解:设A1=“调查的是甲班的同学”,A2=“调查的是乙班的同学”,B=“调查的同学是女生” ,则 ,且 A1,A2互斥, ,
由题意可知, , ,且 , ,
由全概率公式可知
全概率问题求解策略
(1)拆分:将样本空间拆分成对立的两部分,如A1,A2(或 A 与 );
(2)计算:利用乘法公式计算每一部分的概率;
(3)求和:所求事件的概率就是各种可能情形 Ai 发生的可能性与已知在 Ai发生的条件下事件 B 发生的可能性的乘积之和,即
.
1.某学校有 A,B 两家餐厅,王同学第1天午餐时随机地选择一家餐厅用餐. 如果第1天去 A 餐厅,那么第2天去 A 餐厅的概率为0.6;如果第1天去 B 餐厅,那么第2天去 A 餐厅的概率为0.8. 计算王同学第2天去 A 餐厅用餐的概率.
解:设A1=“第1天去 A 餐厅用餐”,B1=“第1天去 B 餐厅用餐”,A2=“第2天去 A 餐厅用餐”,则 ,且A1与B1互斥. 根据题意得
, , .
由全概率公式,得
因此,王同学第2天去A餐厅用餐的概率为0.7.
多个事件的全概率公式
例2.有3台车床加工同一型号的零件,第1台加工的次品率为6%,第2,3台加工的次品率均为5%,加工出来的零件混放在一起. 已知第1,2,3台车床加工的零件分别占总数的25%,30%,45%.
(1)任取一个零件,计算它是次品的概率;
(2)如果取到的零件是次品,计算它是第1台车床加工的概率.
解:设B=“任取一个零件为次品”,Ai =“零件为第 i 台车床加工”(i=1,2,3),则 ,且A1,A2,A3两两互斥. 根据题意得
, , ,
,