内容正文:
第七章 随机变量及其分布
7.1.1
条件概率
授课人:XXX
学习目标
结合古典概型,了解条件概率的概念,能计算简单随机事件的条件概率.
结合古典概型,了解条件概率与独立性的关系.
结合古典概型,会用乘法公式计算概率.
核心素养
数学抽象
条件概率的概念.
01
逻辑推理
条件概率公式的推导.
02
数学运算
运用条件概率公式计算概率.
03
课程导入
我们知道,当两个事件和相互独立时,有
如果事件和不相互独立,如何表示积事件的概率呢?是否也有一个一般的公式呢?
下面我们先来看一个相关的问题.
Part 01
条件概率的概念
问题探究
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表所示.
团员 非团员 合计
男生 16 9 25
女生 14 6 20
合计 30 15 45
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?
问题探究
根据表中的数据可以得出,,,.
随机选择一人做代表
样本空间包含45个等可能的样本点
事件“选到团员”
事件“选到男生”
A
B
(1)根据古典概型知识可知,选到男生的概率
问题探究
“在选到团员的条件下,选到的是男生”的概率.
“在事件A发生的条件下,事件B发生”的概率.
(2)根据古典概型知识可知,
此时相当于以A为样本空间来考虑事件B发生的概率.
新的样本空间
事件B就是积事件,
包含的样本点数 .
记为.
问题探究
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?
问题探究
追问
如果用表示男孩,表示女孩,如何用集合语言表示样本空间和问题中有涉及的事件?问题2是否满足古典概型的条件?
样本空间 ,
且所有样本点都是等可能的,因此问题2是古典概型问题.
设 “选择的家庭中有女孩”,则 ;
“选择的家庭中两个小孩都是女孩”,则 .
问题探究
(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
“在选择的家庭有女孩的条件下,两个小孩都是女孩”的概率.
“在事件A发生的条件下,事件B发生”的概率.
(2)根据古典概型知识可知,
新的样本空间
事件B就是积事件
记为.
事件A
问题探究
问题3
根据前面两个问题,我们可以得出什么结论?
在前面两个问题中,在事件发生的条件下,事件发生的概率都是
问题探究
问题4
结合以上两个问题,你能探索与之间的关系吗?
如图所示,若已知事件发生,则成为样本空间. 此时,事件发生的概率是包含的样本点数与包含的样本点数的比值,即
问题探究
因为
所以,在事件发生的条件下,事件发生的概率还可以通过 来计算.
定义
条件概率的定义
一般地,设为两个随机事件,且,我们称
为在事件发生的条件下,事件发生的条件概率,简称条件概率.
附加条件
条件概率的定义
条件概率的两种计算方法:
利用事件包含的样本点数计算
1
利用事件,发生的概率计算
2
条件概率的定义
问题5
与有什么区别与联系?
是事件𝐴发生的条件下,事件𝐵发生的概率;
是事件与同时发生的概率,无附加条件;
是事件发生的概率,无附加条件.
它们的联系是, .
条件概率的定义
问题6
与表示的意思相同吗?
意思不同.
从计算公式上看: ,.
表示在事件𝐴发生的条件下,事件𝐵发生的概率;
表示在事件发生的条件下,事件𝐴发生的概率.
Part 02
条件概率与事件
独立性的关系
问题探究
问题7
在问题1和问题2中,都有. 一般地,与不一定相等. 如果与相等,那么事件与应满足什么条件?
直观上看,当事件与相互独立时,事件发生与否不影响事件发生的概率,这等价于成立.
问题探究
事实上,若事件与相互独立,即,且,
则
反之,若,且,则
即事件与相互独立.
因此,当时,当且仅当事件与相互独立时,有
条件概率与事件独立性的关系
当时
事件发生与否不影响事件发生的概率
事件与相互独立
⇕
⇕
⇕
Part 03
概率的乘法公式
概率的乘法公式
问题8
对于任意两个事件与,如果已知与,如何计算呢?
由条件概率的定义,对任意两个事件与,若,则
我们称上式为概率的乘法公式.
概率的乘法公式
概率的乘法公式
条件概率公式
概率的乘法公式是条件概率公式的变形,它们都反映了这三者的关系,只是求解的对象不同.
条件概率公式是由 求 ;
乘法公式是是由 求.
概率的乘法公式
对于任意两个事件与,若,则.
特别地,当事件与相互独立时,由于 故.
概率的乘法公式也可以表示为:
例题解析
在5道试题中有3道代数题和2道几何题,每次从中随机抽出1道题,抽出的题不再放回