内容正文:
专题05 条件概率及全概率公式与贝叶斯公式十一种考法
解题知识必备 1
压轴题型讲练 1
类型一、利用定义求条件概率………………………………………………………3
类型二、条件概率的乘法公式应用…………………………………………………5
类型三、利用条件概率公式进行推理 7
类型四、古典概型中的条件概率 8
类型五、分组分配问题中的条件概率 10
类型六、条件概率的性质及应用 11
类型七、条件概率与互斥,对立,相互独立事件的结合 14
类型八、全概率公式及应用 17
类型九、全概率公式与递推数列(马尔科夫链) 19
类型十、贝叶斯概率公式及应用 22
类型十一、全概率公式与贝叶斯公式的综合运用 24
压轴能力测评(10题) 28
1、条件概率
条件概率的定义
条件概率的性质
已知B发生的条件下,A发生的概率,称为B发生时A发生的条件概率,记为P(A|B).
当P(B)>0时,我们有P(A|B)=.(其中,A∩B也可以记成AB)
类似地,当P(A)>0时,A发生时B发生的条件概率为P(B|A)=
(1)0≤P(B|A)≤1,
(2)如果B和C是两个互斥事件,则P(B∪C|A)=P(B|A)+P(C|A)
注:(1)必然事件的条件概率为1,不可能事件的条件概率为.
(2)如果知道事件发生会影响事件发生的概率,那么;
(3)已知发生,在此条件下发生,相当于发生,要求,相当于把看作新的基本事件空间计算发生的概率,即.
(4)P(B|A)与P(A|B)易混淆为等同
前者是在A发生的条件下B发生的概率,后者是在B发生的条件下A发生的概率.
2、条件概率的三种求法
定义法
先求P(A)和P(AB),再由P(B|A)=求P(B|A)
基本事件法
借助古典概型概率公式,先求事件A包含的基本事件数n(A),再求事件AB所包含的基本事件数n(AB),得P(B|A)=
缩样法
缩小样本空间的方法,就是去掉第一次抽到的情况,只研究剩下的情况,用古典概型求解,它能化繁为简
3、全概率公式
一般地,设A1,A2,…,An是一组两两互斥的事件,A1∪A2∪…∪An=Ω,且P(Ai)>0,i=1,2,…,n,则对任意的事件B⊆Ω,BΩ=B(A1+A2+…+An)=BA1+BA2+…+BAn,有P(B)=
,此公式为全概率公式.
注:(1)全概率公式是用来计算一个复杂事件的概率,它需要将复杂事件分解成若干简单事件的概率计算,即运用了“化整为零”的思想处理问题.
(2)什么样的问题适用于这个公式?所研究的事件试验前提或前一步骤试验有多种可能,在这多种可能中均有所研究的事件发生,这时要求所研究事件的概率就可用全概率公式.
4、贝叶斯公式
一般地,设是一组两两互斥的事件,有且,则对任意的事件有
类型一、利用定义求条件概率
例.(1)元末明初诗人高启在他的《田园书事》中这样描述谷雨时节:叶过谷雨花犹在,衣近梅天润易生.谷雨时节,已知甲、乙两地每天下雨的概率分别为和,且两地同时下雨的概率为.则在甲地下雨的条件下,乙地也下雨的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】记“甲地下雨”为事件A,“乙地下雨”为事件B,
由题意可知:,,,
可得,
所以在甲地下雨的条件下,乙地也下雨的概率为.
(2)小张、小王两人计划报兴趣班,他们分别从“篮球、书法、游泳、钢琴”这四个兴趣班中随机选择一个,记事件为“两人至少有一人选择篮球”,事件为“两人选择的兴趣班不同”,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由题意可知:两人都没选择篮球,即,
所以,
而事件:有一人选择篮球,另一人选别的兴趣班,则,
所以
故选:D
【变式训练1】某学校高三()班要从名班干部(其中名男生,名女生)中选取人参加学校优秀班干部评选,事件男生甲被选中,事件有两名女生被选中,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题意可得,
事件男生甲与两名女生被选中,则,
因此,.
故选:B.
【变式训练2】52张扑克牌,没有大小王,无放回地抽取两次,则两次都抽到A的概率为 ;已知第一次抽到的是A,则第二次抽取A的概率为
【答案】
【解析】由题意,设第一次抽到A的事件为B,第二次抽到A的事件为C,
则.
故答案为:;
【变式训练3】我国古代典籍《周易》用“卦”描述万物的变化,每一“重卦”由从下到上排列的6个爻组成,爻分为阳爻“”和阴爻“”,如图就是一重卦.在所有重卦中随机取一重卦,记事件“取出的重卦中至少有1个阴爻”,事件“取出的重卦中至少有3个阳爻”.则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】,事件“取出的重卦中有3阳3阴或4阳2阴或5阳1阴”,
则,则
故选:C
类型二、条件概率的乘法公式应用
例.(1)(多选)现有编号分别为1,2,3的三个袋子,装有质地均匀且大小相同的小球.1号袋中有10个小球,其中红球3个;2号袋中有10个小球,其中红球4个;3号袋中有20个小球,其中红球5个.现将所有小球标记后放入一个袋中混合均匀,从中随机抽取一个小球,记事件M:该球为红球,事件:该球出自编号为的袋子,则( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【解析】由题意可知,
故,
,
故选:ACD
【变式训练1】已知,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意,知.
故选:C.
【变式训练2】已知,则 .
【答案】
【解析】由概率乘法公式可知,,
已知,代入上式则,解得
故答案为:
【变式训练3】(多选)袋中有大小相同的8个小球,其中5个红球,3个蓝球.每次从袋中随机摸出1个球,摸出的球不再放回.记“第一次摸球时摸到红球”为事件,“第一次摸球时摸到蓝球”为事件,“第二次摸球时摸到红球”为事件,“第二次摸球时摸到蓝球”为事件,则下列选项中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【解析】对于A,,故A正确;
对于B,,故B正确;
对于C,,故C错误;
对于D,因为,,
所以,故D正确.
故选:ABD
类型三、利用条件概率公式进行推理
例.一医疗团队为研究某地的一种地方性疾病与当地居民的卫生习惯(卫生习惯分为良好和不够良好两类)的关系,在已患该疾病的病例中随机调查了100例(称为病例组),同时在未患该疾病的人群中随机调查了100人(称为对照组),得到如下数据:
不够良好
良好
病例组
40
60
对照组
10
90
(1)从该地的人群中任选一人,A表示事件“选到的人卫生习惯不够良好”,B表示事件“选到的人患有该疾病”.与的比值是卫生习惯不够良好对患该疾病风险程度的一项度量指标,记该指标为R.
(ⅰ)证明:;
(2)利用该调查数据,给出的估计值,并利用(ⅰ)的结果给出R的估计值.
【答案】(1)证明见解析;(2);
【解析】(1)因为,
所以
所以,
(2)由已知,,
又,,
所以
【变式训练1】给定两个随机事件,且,,则的充要条件是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】因,则由可得,,
去分母得:,即:,
即是的充分条件;
由可得,,
即,因,,
若,则,必有;
当时,可得,即得,
故是的必要条件.
即的充要条件是.
故选:C
类型四、古典概型中的条件概率
例.(1)从中依次不放回地取2个数,事件为“第一次取到的是偶数”,事件为“第二次取到的是3的整数倍”,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】第一次取到的是偶数有:,共有种方法,在第一次是偶数的条件下,
第二次取到的是3的倍数共有11种方法,
故选:A
(2)元宵节是中国的传统节日之一,“元宵”作为食品,在我国也由来已久.宋代,民间即流行一种元宵节吃的新奇食品.这种食品,最早叫“浮元子”后称“元宵”.元宵即“汤圆”以白糖、玫瑰、芝麻、豆沙、黄桂、核桃仁、果仁、枣泥等为馅,用糯米粉包成圆形,可荤可素,风味各异,可汤煮、油炸、蒸食,有团圆美满之意.某商店有6种馅的汤圆,其中4种素的和2种荤的,美华随机取出两袋购买,事件A“取到的两袋同为荤或素”,事件B“取到的两袋都是素的”,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意可知:,
所以.
故选:C.
【变式训练1】从3,4,5,6,7,8中任取2个不同的数,事件A=“取到的2个数之和为偶数”,事件B=“取到的2个数均为偶数”,则P(B|A)=( )
A.0.5 B.0.4 C.0.25 D.0.125
【答案】A
【解析】因为,,
故选:A.
【变式训练2】五一劳动节某单位安排甲、乙、丙3人在5天假期值班,每天只需1人值班,且每人至少值班1天,已知甲在五一长假期间值班2天,则甲连续值班的概率是
【答案】
【解析】设“甲在五一假期值班两天”,“甲连续值班”,
因为已知甲在五一长假期间值班2天,
所以丙和乙分别值班一天、两天或两天、一天,
所以五一假期甲乙丙三人值班方案共有种,
又因为甲在五一长假期间连续值班两天,可以是第1,2两天或第2,3两天或第3,4两天或第4,5两天,
所以甲在五一长假期间值班2天且甲连续值班的方案共有种,
所以由条件概率公式得
故答案为:
类型五、分组分配问题中的条件概率
例.(1)在学校春季运动会中,甲、乙、丙、丁4名同学被安排到跳远、跳高、迎面接力这三个比赛项目参加志愿服务,每个项目至少安排一个人,且每个人只能参与其中一个项目,则在甲不去跳远项目的条件下,乙被安排到跳远项目的概率是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】甲不去跳远为事件,
乙被安排到跳远为事件,
所以
故选:C
(2)(多选)将甲、乙、丙、丁4名医生随机派往①,②,③三个村庄进行义诊活动,每个村庄至少派1名医生,A表示事件“医生甲派往①村庄”;B表示事件“医生乙派往①村庄”;C表示事件“医生乙派往②村庄”,则( )
A.事件A与B相互独立 B.事件A与C相互独立
C. D.
【答案】D
【解析】将甲、乙、丙、丁4名医生派往①,②,③三个村庄义诊的试验有个基本事件,它们等可能,
事件A含有的基本事件数为,则,同理,
事件AB含有的基本事件数为,则,事件AC含有的基本事件数为,则,
对于A,,即事件A与B相互不独立,A不正确;
对于B,,即事件A与C相互不独立,B不正确;
对于C,,C不正确;
对于D,,D正确.
故选:D
【变式训练1】一个数学兴趣小组共有2名男生3名女生,从中随机选出2名参加交流会,在已知选出的2名中有1名是男生的条件下,另1名是女生的概率为 .
【答案】
【解析】若A表示“2名中至少有1名男生”,B表示“2名中有1名女生”,
所以2名中有1名是男生的条件下,另1名是女生的概率为,
而,,故
故答案为:
【变式训练2】有甲乙丙丁4名人学生志愿者参加2022年北京冬奥会志愿服务,志愿者指挥部随机派这4名志愿者参加冰壶,短道速滑、花样滑冰3个比赛项目的志愿服务,假设每个项目至少安排一名志愿者,且每位志愿者只能参与其中一个项目,求在甲被安排到了冰壶的条件下,乙也被安排到冰壶的概率( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】用事件A表示“甲被安排到了冰壶”,B表示“乙被安排到了冰壶”,
在甲被安排到了冰壶的条件下,乙也被安排到冰壶就是在事件A发生的条件下,事件B发生,
相当于以A为样本空间,考查事件B发生,在新的样本空间中事件B发生就是积事件AB,包含的样本点数,
事件A发生的样本点数,
所以在甲被安排到了冰壶的条件下,乙也被安排到冰壶的概率为
故选:A
类型六、条件概率的性质及应用
例.(1)已知事件 A、B、C,满足 则P(B∪C|A)=( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】依题意,.
故选:A
(2)设,为任意两个事件,且,,则下列选项必成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由,则,故,
而,则,又,
所以.
故选:D
(3)(多选)已知为两个随机事件,且,则下列结论正确的是( )
A.若,则
B.
C.若B和C是两个互斥事件,则
D.当时,
【答案】ACD
【解析】因为,所以.A正确.
,B错误.
若B和C是两个互斥事件,则,C正确.
因为,所以.
,D正确.
故选:ACD
【变式训练1】已知随机事件A.B满足,则_____
【答案】
【解析】因为,
所以,
所以,
故答案为:
【变式训练2】(多选)已知事件A,B,且,,,则( )
A B.
C. D.
【答案】AC
【解析】对于A,由,故A正确;
对于B,由,故B错误;
对于C,D,由,,
则,故C正确;D错误.
故选:AC.
【变式训练3】(多选)设A,B是一个随机试验中的两个事件,且,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】ACD
【解析】对于C,因为,,,,则,故C正确;
对于A,因为,所以,则,,即,故A正确.
对于B,因为,所以,则,故B错误.
对于D,因为,所以,则,故,故D正确.
故选:ACD.
类型七、条件概率与互斥,对立,相互独立事件的结合
例.(1)(多选)已知.若事件相互独立,则( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【解析】因为,
所以,故B正确;
又因为事件相互独立,所以,
所以,故A正确;
因为事件相互独立,所以相互独立,
,故C错误;
因为事件相互独立,所以相互独立,
,故D正确.
故选:ABD.
(2)(多选)一个不透明箱子中有大小形状均相同的两个红球、两个白球,从中不放回地任取2个球,每次取1个.记事件为“第次取到的球是红球”,事件为“两次取到的球颜色相同”,事件为“两次取到的球颜色不同”,则( )
A. 与互斥 B.
C. D. 与相互独立
【答案】BCD
【解析】对于A,与可以同时发生,即两次取到的都是红球,则与不互斥,故A错误;
对于B,箱子中有大小形状均相同的两个红球、两个白球,则,故B正确;
对于C,,,
则,故C正确;
对于D,,,,
则有与相互独立,故D正确.
故选:BCD.
(3)甲、乙两人进行一场游戏比赛,其规则如下:每一轮两人分别投掷一枚质地均匀的骰子,比较两者的点数大小,其中点数大的得3分,点数小的得0分,点数相同时各得1分.经过三轮比赛,在甲至少有一轮比赛得3分的条件下,乙也至少有一轮比赛得3分的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】用分别表示甲、乙两人投掷一枚骰子的结果,
因为甲、乙两人每次投掷均有6种结果,则在一轮游戏中,共包含个等可能的基本事件.
其中,甲得3分,即包含的基本事件有,共15个,概率为.
同理可得,甲每轮得0分的概率也是,得1分的概率为.
所以每一轮甲得分低于3分的概率为.
设事件A表示甲至少有一轮比赛得3分,事件表示乙至少有一轮比赛得3分,则事件表示经过三轮比赛,甲没有比赛得分为3分.
则,.
事件可分三类情形:
①甲有两轮得3分,一轮得0分,概率为;
②甲有一轮得3分,两轮得0分,概率为;
③甲有一轮得3分,一轮得0分,一轮得1分,概率为.
所以,
所以.
故选:B.
【变式训练1】对于随机事件,记为事件的对立事件,且,则 .
【答案】
【解析】由题意可得,,且,则,
又因为,则,
且,所以
故答案为:
【变式训练2】随机事件,满足,,,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】CD
【解析】由已知,,
因为,所以,
所以,
所以,故错误;
因为,故错误;
,故正确;
,
又,,,
所以,故正确.
故选:CD.
类型八、全概率公式及应用
例.(1)假设甲袋中有3个白球和2个红球,乙袋中有2个白球和2个红球.现从甲袋中任取2个球放入乙袋,混匀后再从乙袋中任取2个球.已知从乙袋中取出的是2个白球,则从甲袋中取出的也是2个白球的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设从甲中取出个球,其中白球的个数为个的事件为,事件的概率为,从乙中取出个球,其中白球的个数为2个的事件为,事件的概率为,由题意:
①,;
②,;
③,;
根据贝叶斯公式可得,从乙袋中取出的是2个白球,则从甲袋中取出的也是2个白球的概率为
故选:C
(2)已知为两个随机事件,,若,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由为两个随机事件,,且,,,
可得,
即,解得.
故选:D
【变式训练1】在一个口袋中装有大小和质地均相同的5个白球和3个黄球,第一次从中随机摸出一个球,观察其颜色后放回,同时在袋中加入两个与所取球完全相同的球,第二次再从中随机摸出一个球,则此次摸出的是黄球的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设事件为第一次从中随机摸出一个球的颜色为白色,
事件为第二次再从中随机摸出一个球是黄球,
则
.
故选:B.
【变式训练2】已知某地市场上供应的一种电子产品中,甲厂产品占,乙厂产品占,甲厂产品的合格率是,乙厂产品的合格率是,则从该地市场上买到一个合格产品的概率是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】从某地市场上购买一个灯泡,设买到的灯泡是甲厂产品为事件,
买到的灯泡是乙厂产品为事件,记事件从该地市场上买到一个合格灯泡,
则,,,,
所以.
故选:B.
类型九、全概率公式与递推数列(马尔科夫链)
例.马尔科夫链是概率统计中的一个重要模型,也是机器学习和人工智能的基石,在强化学习、自然语言处理、金融领域、天气预测等方面都有着极其广泛的应用.其数学定义为:假设我们的序列状态是…,,,,,…,那么时刻的状态的条件概率仅依赖前一状态,即.
现实生活中也存在着许多马尔科夫链,例如著名的赌徒模型.
假如一名赌徒进入赌场参与一个赌博游戏,每一局赌徒赌赢的概率为,且每局赌赢可以赢得1元,每一局赌徒赌输的概率为,且赌输就要输掉1元.赌徒会一直玩下去,直到遇到如下两种情况才会结束赌博游戏:一种是手中赌金为0元,即赌徒输光;一种是赌金达到预期的B元,赌徒停止赌博.记赌徒的本金为,赌博过程如下图的数轴所示.
当赌徒手中有n元(,)时,最终输光的概率为,请回答下列问题:
(1)请直接写出与的数值.
(2)证明是一个等差数列,并写出公差d.
(3)当时,分别计算,时,的数值,并结合实际,解释当时,的统计含义.
【答案】(1),(2)证明见解析;
(3)时,,当时,,统计含义见解析
【解析】(1)当时,赌徒已经输光了,因此.
当时,赌徒到了终止赌博的条件,不再赌了,因此输光的概率.
(2)记M:赌徒有n元最后输光的事件,N:赌徒有n元上一场赢的事件,
,
即,
所以,
所以是一个等差数列,
设,则,
累加得,故,得,
(3),由得,即,
当时,,
当时,,
当时,,因此可知久赌无赢家,
即便是一个这样看似公平的游戏,
只要赌徒一直玩下去就会的概率输光.
【变式训练1】(多选)甲、乙、丙、丁四人相互做传球训练,第一次由甲将球传出,每次传球时,传球者都等可能地将球传给另外3人中的任意1人,设第n次传球后,球在甲手中的概率为.则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【解析】设表示经过第次传球后,球在甲手中,
设次传球后球在甲手中的概率为,,
则,
所以,,
,
所以,所以,又,
所以是以为首项,为公比的等比数列,所以,
所以,
,故C错误;
.
故选:AD
【变式训练2】(多选)有个等分为五个扇形的圆形幸运转盘,这五个扇形分别标有数字1,2,3,4,5,转动圆盘等其静止时,指针均指向扇形的内部,记录下对应的数字.持续这个过程,记前次所得的数字之和是偶数的概率为,则( )
A. B.
C.是等比数列 D.是递减数列
【答案】AD
【解析】根据题意,有个等分为五个扇形的圆形幸运转盘,这五个扇形分别标有数字1,2,3,4,5,
则每次旋转中,指针指向数字为偶数的概率为,指向数字为奇数的概率为,
则,又由,
则,故A正确;
对于,变形可得,,则,
故数列是首项为,公比为的等比数列,
故,变形可得,
对于B,,,则,故B错误;
对于C,,
此时,而,
所以数列不是等比数列,故C错误;
对于D,,
由于,故是递减数列,故D正确.
故选:AD.
类型十、贝叶斯概率公式及应用
例.(1)某工厂有甲、乙、丙3个车间生产同一种产品,其中甲车间的产量占总产量的,乙车间占,丙车间占.已知这3个车间的次品率依次为,,,若从该厂生产的这种产品中取出1件为次品,则该次品由乙车间生产的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】记事件A表示甲车间生产的产品,
记事件表示乙车间生产的产品,
记事件表示丙车间生产的产品,
记事件表示抽取到次品,
则,
,
取到次品的概率为
,
若取到的是次品,此次品由乙车间生产的概率为:
.
故选:C
(2)托马斯·贝叶斯(Thomas Bayes)在研究“逆向概率”的问题中得到了一个公式:,这个公式被称为贝叶斯公式(贝叶斯定理),其中称为B的全概率,假设小红口袋中有4个白球和4个红球,小兰口袋中有2个白球和2个红球,现从小红自己口袋中任取2个球放入小兰口袋中,小兰再从自己口袋中任取2个球,已知小兰取出的是2个红球,则小红从口袋中取出的也是2个红球的概率为 .
【答案】/
【解析】设小红取出个球,其中红球的个数为个的事件为,从小兰取出个球,其中红球的个数为2个的事件为,
由题意可得:,;
,;
,;
则,
所以小兰取出的是2个红球,则小红取出的也是2个红球的概率为.
故答案为:
【变式训练1】某单位选派一支代表队参加市里的辩论比赛,现有“初心”“使命”两支预备队.选哪支队是随机的,其中选“初心”队获胜的概率为0.8,选“使命”队获胜的概率为0.7,单位在比赛中获胜的条件下,选“使命”队参加比赛的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】依题意,记选“初心”队为事件,选“使命”队为事件,该单位获胜为事件,
则,
因此,
所以选“使命”队参加比赛的概率.
故选:D
【变式训练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,第2,3台加工的次品率均为,加工出来的零件混放在一起.已知第台车床加工的零件数分别占总数的.任取一个零件,如果取到的零件是次品,则它是第2台车床加工的概率为 .
【答案】
【解析】设表示“取到的零件是第台车床加工”,表示“取到的零件是次品”,
则
,
,
故.
故答案为:.
类型十一、全概率公式与贝叶斯公式的综合运用
例.(1)长时间玩手机可能影响视力,据调查,某校学生大约30%的人近视,而该校大约有40%的学生每天玩手机超过2h,这些人的近视率约为60%.现从每天玩手机不超过2h的学生中任意调查一名学生,则他近视的概率为________;再从近视的学生中任意调查一名学生,则他每天玩手机超过2h的概率为________.
【答案】
【解析】令“玩手机时间超过2h的学生”,“玩手机时间不超过2h的学生”,B=“任意调查一人,此人近视”,
则,且,互斥,,,,,
①依题意,,
解得,所以所求近视的概率为;
②
故答案为:
(2)托马斯·贝叶斯(Thomas Bayes)在研究“逆向概率”的问题中得到了一个公式:,这个公式被称为贝叶斯公式(贝叶斯定理),其中称为B的全概率,假设小红口袋中有4个白球和4个红球,小兰口袋中有2个白球和2个红球,现从小红自己口袋中任取2个球放入小兰口袋中,小兰再从自己口袋中任取2个球,已知小兰取出的是2个红球,则小红从口袋中取出的也是2个红球的概率为 .
【答案】/
【解析】设小红取出个球,其中红球的个数为个的事件为,从小兰取出个球,其中红球的个数为2个的事件为,
由题意可得:,;
,;
,;
则,
所以小兰取出的是2个红球,则小红取出的也是2个红球的概率为.
故答案为:.
(3)(多选)已知编号为1,2,3的三个盒子,其中1号盒子内装有两个1号球,一个2号球和一个3号球;2号盒子内装有两个1号球,一个3号球;3号盒子内装有三个1号球,两个2号球.若第一次先从1号盒子内随机抽取1个球,将取出的球放入与球同编号的盒子中,第二次从该盒子中任取一个球,则下列说法正确的是( )
A.在第一次抽到2号球的条件下,第二次抽到1号球的概率为
B.第二次抽到3号球的概率为
C.如果第二次抽到的是3号球,则它来自1号盒子的概率最大
D.如果将5个不同的小球放入这三个盒子内,每个盒子至少放1个,则不同的放法有180种
【答案】ABC
【解析】记第一次抽到第号球的事件分别为则有
对于A,在第一次抽到2号球的条件下,将2号球放入2号盒子内,因此第二次抽到1号球的概率为故A选项正确;
对于B,记第二次在第号盒子内抽到3号球的事件分别为而两两互斥,和为,即第二次抽到3号球的事件为,,
故B选项正确;
对于C,记第二次在第号盒子内抽到3号球的事件分别为而两两互斥,和为,
记第二次抽到3号球的事件为,,
第二次的球取自盒子的编号与第一次取的球的号码相同,
即如果第二次抽到的是3号球,则它来自1号盒子的概率最大,故C选项正确;
对于D,把5个不同的小球分成3组的不同分组方法数是种,将每一种分组方法分成的小球放在3个盒子中有种不同方法,由分步乘法计数原理得不同的放法种数是种,故D选项错误;
故选:ABC.
【变式训练1】第三次人工智能浪潮滚滚而来,以ChatGPT发布为里程碑,开辟了人机自然交流的新纪元.ChatGPT所用到的数学知识并非都是遥不可及的高深理论,概率就被广泛应用于ChatGPT中,某学习小组设计了如下问题进行研究:甲和乙两个箱子中各装有5个大小相同的小球,其中甲箱中有3个红球、2个白球,乙箱中有4个红球、1个白球,从甲箱中随机抽出2个球,在已知抽到红球的条件下,则2个球都是红球的概率为 ;掷一枚质地均匀的骰子,如果点数小于等于4,从甲箱子中随机抽出1个球;如果点数大于等于5,从乙箱子中随机抽出1个球,若抽到的是红球,则它是来自乙箱的概率是 .
【答案】
【解析】记事件表示“抽出的2个球中有红球”,事件表示“两个球都是红球”,
则,,
故,
即从甲箱中随机抽出2个球,在已知抽到红球的条件下,则2个球都是红球的概率为;
设事件表示“从乙箱中抽球”,则事件表示“从甲箱中抽球”,事件表示“抽到红球”,
则,,
,,
所以
,
所以,
即若抽到的是红球,则它是来自乙箱的概率是.
故答案为:;
【变式训练2】有3台车床加工同一型号的零件,第1,2,3台加工的次品率分别为6%,5%,4%,加工出来的零件混放在一起.已知第1,2,3台车床加工的零件数之比为5:6:9,现任取一个零件,求:
(1)它是第1台机床生产的概率是多少?
(2)它是次品的概率是多少.
(3)若取到的这个零件是次品,那么它是哪台机床生产出来的可能性最大?用具体数据说明.
【答案】(1) (2)0.048 (3)3,说明见解析
【解析】(1)由题意第1,2,3台车床加工的零件数之比为5:6:9,现任取一个零件,
它是第1台机床生产的概率;
(2)设事件“零件为第i台车床加工”,事件“零件为次品”,
,
,
现任取一个零件,它是次品的概率
(3),
,
,
而,所以它是第3台机床生产的可能性最大.
1.一袋中有大小相同的4个红球和2个白球.若从中不放回地取球2次,每次任取1个球,记“第一次取到红球”为事件,“第二次取到红球”为事件,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】.
故选:C.
2.从数字中随机取一个数字,记为,再从数字中随机取一个数字,则第二次取到的数字为2的概率是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】记事件为“第一次取到数字n”, ,
事件B为“第二次取到的数字为2”,
由题意知是两两互斥的事件,且(样本空间),
,
故选:B
3.元宵节是中国的传统节日之一,“元宵”作为食品,在我国也由来已久.宋代,民间即流行一种元宵节吃的新奇食品.这种食品,最早叫“浮元子”后称“元宵”.元宵即“汤圆”以白糖、玫瑰、芝麻、豆沙、黄桂、核桃仁、果仁、枣泥等为馅,用糯米粉包成圆形,可荤可素,风味各异,可汤煮、油炸、蒸食,有团圆美满之意.某商店有6种馅的汤圆,其中4种素的和2种荤的,美华随机取出两袋购买,事件A“取到的两袋同为荤或素”,事件B“取到的两袋都是素的”,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意可知:,
所以.
故选:C
4.(多选)已知,,,则下列命题正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【解析】A选项:因为,,所以,A正确;
B选项:因为,,所以,因此,B正确;
C选项:因为,所以,C错误;
D选项:因为,,所以,又因为,所以,D正确.
故选:ABD
5.(多选)一个不透明的箱子中装有5个小球,其中白球3个,黑球2个,小球除颜色不同外,材质大小全部相同,现投掷一枚质地均匀的硬币,若硬币正面朝上,则从箱子里抽出一个小球且不再放回;若硬币反面朝上,则不抽取小球;重复该试验,直至小球全部取出,假设试验开始时,试验者手中没有任何小球,下列说法正确的有( )
A.经过两次试验后,试验者手中恰有1个白球1个黑球的概率为
B.若第一次试验抽到一个黑球,则第二次试验后,试验者手中有黑白球各1个的概率为
C.经过7次试验后试验停止的概率为
D.经过7次试验后试验停止的概率最大
【答案】AB
【解析】记事件“一次实验硬币正面朝上”,则“一次实验硬币反面朝上”,则,
从箱子中不放回地抽球,记“第次抽到白球”,记“第次抽到黑球”,“第次硬币正面朝上且抽到白球”,“第次硬币正面朝上且抽到黑球”,
对于A,,,
经过两次实验后,试验者手中恰有1个白球1个黑球的概率为:
,A正确;
对于B,第一次抽到黑球后,第二次抽到白球的概率为:,B正确;
对于C,实验7次结束,则前6次有4次硬币正面朝上,第7次硬币正面朝上,
则其概率为:,C错误;
对于D,实验次结束的概率为,则,,
令,得化简可得,解得,即,
所以经过8次或9次实验后小球全部取出的概率最大,D错误.
故选:AB
6.(多选)现有红、黄、绿三个不透明盒子,其中红色盒子内装有两个红球、一个黄球和一个绿球;黄色盒子内装有两个红球,两个绿球;绿色盒子内装有两个红球,两个黄球.小明第一次先从红色盒子内随机抽取一个球,将取出的球放入与球同色的盒子中;第二次从该放入球的盒子中随机抽取一个球.记抽到红球获得块月饼、黄球获得块月饼、绿球获得块月饼,小明所获得月饼为两次抽球所获得月饼的总和,则下列说法正确的是( )
A.在第一次抽到绿球的条件下,第二次抽到绿球的概率是
B.第二次抽到红球的概率是
C.如果第二次抽到红球,那么它来自黄色盒子的概率为
D.小明获得块月饼的概率是
【答案】ACD
【解析】记红球为球,黄球为球,绿球为球,记事件分别表示第一次、第二次取到球,,
对于选项A,在第一次抽到绿球的条件下,第二次抽到绿球的概率是,所以选项A正确;
对于选项B,因为,又,,,
由全概率公式知,所以选项B错误,
对于选项C,如果第二次抽到红球,那么它来自黄色盒子的概率为,
所以选项C正确,
对于选项D,若小明获得块月饼可能的情况有三种:
①第一次从红色盒子内抽到红球,第二次从红盒子内抽到绿球,其概率为,
②第一次从红色盒子内抽到绿球,第二次从绿盒子内抽到红球,其概率为,
③第一次从红色盒子内抽到黄球,第二次从黄盒子内抽到黄球,其概率为,
所以小明获得块月饼的概率是,故选项D正确,
故选:ACD.
7.设是一个随机试验中的两个事件,且,则 .
【答案】
【解析】因为,故,
因为互斥,所以,
所以
,
解得,所以
故答案为:
8.英国数学家贝叶斯在概率论研究方面成就显著,根据贝叶斯统计理论,随机事件,存在如下关系:.若某地区一种疾病的患病率是0.05,现有一种试剂可以检验被检者是否患病.已知该试剂的准确率为,即在被检验者患病的前提下用该试剂检测,有的可能呈现阳性;该试剂的误报率为,即在被检验者未患病的情况下用该试剂检测,有的可能会误报阳性.现随机抽取该地区的一个被检验者,已知检验结果呈现阳性,则此人患病的概率为 .
【答案】
【解析】依题意,设用该试剂检测呈现阳性为事件B,被检测者患病为事件A,未患病为事件,
则,,,,
故,
则所求概率为.
故答案为:
9.有编号为1,2,3,4,5的盒子,1号盒子有两个白球和两个黑球,其余盒子中都有两个白球一个黑球.
(1)从1号盒子中取出两个球,求颜色不同的概率;
(2)从1号盒子中取出一个球放入2号盒子,再从2号盒子中取出一个球放入3号盒子,依此类推最后从4号盒子中取出一个球放入5号盒子结束,记“n号盒子取出的球是白球”为事件
①求;②求
【答案】(1)
(2)①,,;②
【解析】(1);
(2)①,
,
,
;
②,
.
10.在二十大报告中,体育、健康等关键词被多次提及,促进群众体育和竞技体育全面发展,加快建设体育强国是全面建设社会主义现代化国家的一个重要目标.某校为丰富学生的课外活动,加强学生体质健康,拟举行羽毛球团体赛,赛制采取局胜制,每局都是单打模式,每队有名队员,比赛中每个队员至多上场一次且是否上场是随机的,每局比赛结果互不影响.经过小组赛后,最终甲、乙两队进入最后的决赛,根据前期比赛的数据统计,甲队种子选手对乙队每名队员的胜率均为,甲队其余名队员对乙队每名队员的胜率均为.(注:比赛结果没有平局)
(1)求甲队最终获胜且种子选手上场的概率;
(2)已知甲队获得最终胜利,求种子选手上场的概率.
【答案】(1)(2)
【解析】(1)设事件“种子选手第局上场”,
事件“甲队最终获胜且种子选手上场”.
由全概率公式知,
因为每名队员上场顺序随机,故,
,,.
所以,
所以甲队最终获胜且种子选手上场的概率为.
(2)设事件“种子选手未上场”,事件“甲队获得胜利”,
,,,
,
因为. 由(1)知,所以.
所以,已知甲队获得最终胜利,种子选手上场的概率为
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专题05 条件概率及全概率公式与贝叶斯公式十一种考法
解题知识必备 1
压轴题型讲练 1
类型一、利用定义求条件概率………………………………………………………3
类型二、条件概率的乘法公式应用…………………………………………………5
类型三、利用条件概率公式进行推理 7
类型四、古典概型中的条件概率 8
类型五、分组分配问题中的条件概率 10
类型六、条件概率的性质及应用 11
类型七、条件概率与互斥,对立,相互独立事件的结合 14
类型八、全概率公式及应用 17
类型九、全概率公式与递推数列(马尔科夫链) 19
类型十、贝叶斯概率公式及应用 22
类型十一、全概率公式与贝叶斯公式的综合运用 24
压轴能力测评(10题) 28
1、条件概率
条件概率的定义
条件概率的性质
已知B发生的条件下,A发生的概率,称为B发生时A发生的条件概率,记为P(A|B).
当P(B)>0时,我们有P(A|B)=.(其中,A∩B也可以记成AB)
类似地,当P(A)>0时,A发生时B发生的条件概率为P(B|A)=
(1)0≤P(B|A)≤1,
(2)如果B和C是两个互斥事件,则P(B∪C|A)=P(B|A)+P(C|A)
注:(1)必然事件的条件概率为1,不可能事件的条件概率为.
(2)如果知道事件发生会影响事件发生的概率,那么;
(3)已知发生,在此条件下发生,相当于发生,要求,相当于把看作新的基本事件空间计算发生的概率,即.
(4)P(B|A)与P(A|B)易混淆为等同
前者是在A发生的条件下B发生的概率,后者是在B发生的条件下A发生的概率.
2、条件概率的三种求法
定义法
先求P(A)和P(AB),再由P(B|A)=求P(B|A)
基本事件法
借助古典概型概率公式,先求事件A包含的基本事件数n(A),再求事件AB所包含的基本事件数n(AB),得P(B|A)=
缩样法
缩小样本空间的方法,就是去掉第一次抽到的情况,只研究剩下的情况,用古典概型求解,它能化繁为简
3、全概率公式
一般地,设A1,A2,…,An是一组两两互斥的事件,A1∪A2∪…∪An=Ω,且P(Ai)>0,i=1,2,…,n,则对任意的事件B⊆Ω,BΩ=B(A1+A2+…+An)=BA1+BA2+…+BAn,有P(B)=
,此公式为全概率公式.
注:(1)全概率公式是用来计算一个复杂事件的概率,它需要将复杂事件分解成若干简单事件的概率计算,即运用了“化整为零”的思想处理问题.
(2)什么样的问题适用于这个公式?所研究的事件试验前提或前一步骤试验有多种可能,在这多种可能中均有所研究的事件发生,这时要求所研究事件的概率就可用全概率公式.
4、贝叶斯公式
一般地,设是一组两两互斥的事件,有且,则对任意的事件有
类型一、利用定义求条件概率
例.(1)元末明初诗人高启在他的《田园书事》中这样描述谷雨时节:叶过谷雨花犹在,衣近梅天润易生.谷雨时节,已知甲、乙两地每天下雨的概率分别为和,且两地同时下雨的概率为.则在甲地下雨的条件下,乙地也下雨的概率为( )
A. B. C. D.
(2)小张、小王两人计划报兴趣班,他们分别从“篮球、书法、游泳、钢琴”这四个兴趣班中随机选择一个,记事件为“两人至少有一人选择篮球”,事件为“两人选择的兴趣班不同”,则( )
A. B. C. D.
【变式训练1】某学校高三()班要从名班干部(其中名男生,名女生)中选取人参加学校优秀班干部评选,事件男生甲被选中,事件有两名女生被选中,则( )
A. B. C. D.
【变式训练2】52张扑克牌,没有大小王,无放回地抽取两次,则两次都抽到A的概率为 ;已知第一次抽到的是A,则第二次抽取A的概率为
【变式训练3】我国古代典籍《周易》用“卦”描述万物的变化,每一“重卦”由从下到上排列的6个爻组成,爻分为阳爻“”和阴爻“”,如图就是一重卦.在所有重卦中随机取一重卦,记事件“取出的重卦中至少有1个阴爻”,事件“取出的重卦中至少有3个阳爻”.则( )
A. B. C. D.
类型二、条件概率的乘法公式应用
例.(1)(多选)现有编号分别为1,2,3的三个袋子,装有质地均匀且大小相同的小球.1号袋中有10个小球,其中红球3个;2号袋中有10个小球,其中红球4个;3号袋中有20个小球,其中红球5个.现将所有小球标记后放入一个袋中混合均匀,从中随机抽取一个小球,记事件M:该球为红球,事件:该球出自编号为的袋子,则( )
A. B.
C. D.
【变式训练1】已知,,则( )
A. B. C. D.
【变式训练2】已知,则 .
【变式训练3】(多选)袋中有大小相同的8个小球,其中5个红球,3个蓝球.每次从袋中随机摸出1个球,摸出的球不再放回.记“第一次摸球时摸到红球”为事件,“第一次摸球时摸到蓝球”为事件,“第二次摸球时摸到红球”为事件,“第二次摸球时摸到蓝球”为事件,则下列选项中正确的是( )
A. B.
C. D.
类型三、利用条件概率公式进行推理
例.一医疗团队为研究某地的一种地方性疾病与当地居民的卫生习惯(卫生习惯分为良好和不够良好两类)的关系,在已患该疾病的病例中随机调查了100例(称为病例组),同时在未患该疾病的人群中随机调查了100人(称为对照组),得到如下数据:
不够良好
良好
病例组
40
60
对照组
10
90
(1)从该地的人群中任选一人,A表示事件“选到的人卫生习惯不够良好”,B表示事件“选到的人患有该疾病”.与的比值是卫生习惯不够良好对患该疾病风险程度的一项度量指标,记该指标为R.
(ⅰ)证明:;
(2)利用该调查数据,给出的估计值,并利用(ⅰ)的结果给出R的估计值.
【变式训练1】给定两个随机事件,且,,则的充要条件是( )
A. B.
C. D.
类型四、古典概型中的条件概率
例.(1)从中依次不放回地取2个数,事件为“第一次取到的是偶数”,事件为“第二次取到的是3的整数倍”,则等于( )
A. B. C. D.
(2)元宵节是中国的传统节日之一,“元宵”作为食品,在我国也由来已久.宋代,民间即流行一种元宵节吃的新奇食品.这种食品,最早叫“浮元子”后称“元宵”.元宵即“汤圆”以白糖、玫瑰、芝麻、豆沙、黄桂、核桃仁、果仁、枣泥等为馅,用糯米粉包成圆形,可荤可素,风味各异,可汤煮、油炸、蒸食,有团圆美满之意.某商店有6种馅的汤圆,其中4种素的和2种荤的,美华随机取出两袋购买,事件A“取到的两袋同为荤或素”,事件B“取到的两袋都是素的”,则( )
A. B. C. D.
【变式训练1】从3,4,5,6,7,8中任取2个不同的数,事件A=“取到的2个数之和为偶数”,事件B=“取到的2个数均为偶数”,则P(B|A)=( )
A.0.5 B.0.4 C.0.25 D.0.125
【变式训练2】五一劳动节某单位安排甲、乙、丙3人在5天假期值班,每天只需1人值班,且每人至少值班1天,已知甲在五一长假期间值班2天,则甲连续值班的概率是
类型五、分组分配问题中的条件概率
例.(1)在学校春季运动会中,甲、乙、丙、丁4名同学被安排到跳远、跳高、迎面接力这三个比赛项目参加志愿服务,每个项目至少安排一个人,且每个人只能参与其中一个项目,则在甲不去跳远项目的条件下,乙被安排到跳远项目的概率是( )
A. B. C. D.
(2)(多选)将甲、乙、丙、丁4名医生随机派往①,②,③三个村庄进行义诊活动,每个村庄至少派1名医生,A表示事件“医生甲派往①村庄”;B表示事件“医生乙派往①村庄”;C表示事件“医生乙派往②村庄”,则( )
A.事件A与B相互独立 B.事件A与C相互独立
C. D.
【变式训练1】一个数学兴趣小组共有2名男生3名女生,从中随机选出2名参加交流会,在已知选出的2名中有1名是男生的条件下,另1名是女生的概率为 .
【变式训练2】有甲乙丙丁4名人学生志愿者参加2022年北京冬奥会志愿服务,志愿者指挥部随机派这4名志愿者参加冰壶,短道速滑、花样滑冰3个比赛项目的志愿服务,假设每个项目至少安排一名志愿者,且每位志愿者只能参与其中一个项目,求在甲被安排到了冰壶的条件下,乙也被安排到冰壶的概率( )
A. B. C. D.
类型六、条件概率的性质及应用
例.(1)已知事件 A、B、C,满足 则P(B∪C|A)=( )
A. B. C. D.
(2)设,为任意两个事件,且,,则下列选项必成立的是( )
A. B.
C. D.
(3)(多选)已知为两个随机事件,且,则下列结论正确的是( )
A.若,则
B.
C.若B和C是两个互斥事件,则
D.当时,
【变式训练1】已知随机事件A.B满足,则_____
【变式训练2】(多选)已知事件A,B,且,,,则( )
A B.
C. D.
【变式训练3】(多选)设A,B是一个随机试验中的两个事件,且,,,则( )
A. B. C. D.
类型七、条件概率与互斥,对立,相互独立事件的结合
例.(1)(多选)已知.若事件相互独立,则( )
A. B. C. D.
(2)(多选)一个不透明箱子中有大小形状均相同的两个红球、两个白球,从中不放回地任取2个球,每次取1个.记事件为“第次取到的球是红球”,事件为“两次取到的球颜色相同”,事件为“两次取到的球颜色不同”,则( )
A. 与互斥 B.
C. D. 与相互独立
(3)甲、乙两人进行一场游戏比赛,其规则如下:每一轮两人分别投掷一枚质地均匀的骰子,比较两者的点数大小,其中点数大的得3分,点数小的得0分,点数相同时各得1分.经过三轮比赛,在甲至少有一轮比赛得3分的条件下,乙也至少有一轮比赛得3分的概率为( )
A. B. C. D.
【变式训练1】对于随机事件,记为事件的对立事件,且,则 .
【变式训练2】随机事件,满足,,,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
类型八、全概率公式及应用
例.(1)假设甲袋中有3个白球和2个红球,乙袋中有2个白球和2个红球.现从甲袋中任取2个球放入乙袋,混匀后再从乙袋中任取2个球.已知从乙袋中取出的是2个白球,则从甲袋中取出的也是2个白球的概率为( )
A. B. C. D.
(2)已知为两个随机事件,,若,,,则( )
A. B. C. D.
【变式训练1】在一个口袋中装有大小和质地均相同的5个白球和3个黄球,第一次从中随机摸出一个球,观察其颜色后放回,同时在袋中加入两个与所取球完全相同的球,第二次再从中随机摸出一个球,则此次摸出的是黄球的概率为( )
A. B. C. D.
【变式训练2】已知某地市场上供应的一种电子产品中,甲厂产品占,乙厂产品占,甲厂产品的合格率是,乙厂产品的合格率是,则从该地市场上买到一个合格产品的概率是( )
A. B. C. D.
类型九、全概率公式与递推数列(马尔科夫链)
例.马尔科夫链是概率统计中的一个重要模型,也是机器学习和人工智能的基石,在强化学习、自然语言处理、金融领域、天气预测等方面都有着极其广泛的应用.其数学定义为:假设我们的序列状态是…,,,,,…,那么时刻的状态的条件概率仅依赖前一状态,即.
现实生活中也存在着许多马尔科夫链,例如著名的赌徒模型.
假如一名赌徒进入赌场参与一个赌博游戏,每一局赌徒赌赢的概率为,且每局赌赢可以赢得1元,每一局赌徒赌输的概率为,且赌输就要输掉1元.赌徒会一直玩下去,直到遇到如下两种情况才会结束赌博游戏:一种是手中赌金为0元,即赌徒输光;一种是赌金达到预期的B元,赌徒停止赌博.记赌徒的本金为,赌博过程如下图的数轴所示.
当赌徒手中有n元(,)时,最终输光的概率为,请回答下列问题:
(1)请直接写出与的数值.
(2)证明是一个等差数列,并写出公差d.
(3)当时,分别计算,时,的数值,并结合实际,解释当时,的统计含义.
【变式训练1】(多选)甲、乙、丙、丁四人相互做传球训练,第一次由甲将球传出,每次传球时,传球者都等可能地将球传给另外3人中的任意1人,设第n次传球后,球在甲手中的概率为.则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式训练2】(多选)有个等分为五个扇形的圆形幸运转盘,这五个扇形分别标有数字1,2,3,4,5,转动圆盘等其静止时,指针均指向扇形的内部,记录下对应的数字.持续这个过程,记前次所得的数字之和是偶数的概率为,则( )
A. B.
C.是等比数列 D.是递减数列
类型十、贝叶斯概率公式及应用
例.(1)某工厂有甲、乙、丙3个车间生产同一种产品,其中甲车间的产量占总产量的,乙车间占,丙车间占.已知这3个车间的次品率依次为,,,若从该厂生产的这种产品中取出1件为次品,则该次品由乙车间生产的概率为( )
A. B. C. D.
(2)托马斯·贝叶斯(Thomas Bayes)在研究“逆向概率”的问题中得到了一个公式:,这个公式被称为贝叶斯公式(贝叶斯定理),其中称为B的全概率,假设小红口袋中有4个白球和4个红球,小兰口袋中有2个白球和2个红球,现从小红自己口袋中任取2个球放入小兰口袋中,小兰再从自己口袋中任取2个球,已知小兰取出的是2个红球,则小红从口袋中取出的也是2个红球的概率为 .
【变式训练1】某单位选派一支代表队参加市里的辩论比赛,现有“初心”“使命”两支预备队.选哪支队是随机的,其中选“初心”队获胜的概率为0.8,选“使命”队获胜的概率为0.7,单位在比赛中获胜的条件下,选“使命”队参加比赛的概率为( )
A. B. C. D.
【变式训练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,第2,3台加工的次品率均为,加工出来的零件混放在一起.已知第台车床加工的零件数分别占总数的.任取一个零件,如果取到的零件是次品,则它是第2台车床加工的概率为 .
类型十一、全概率公式与贝叶斯公式的综合运用
例.(1)长时间玩手机可能影响视力,据调查,某校学生大约30%的人近视,而该校大约有40%的学生每天玩手机超过2h,这些人的近视率约为60%.现从每天玩手机不超过2h的学生中任意调查一名学生,则他近视的概率为________;再从近视的学生中任意调查一名学生,则他每天玩手机超过2h的概率为________.
(2)托马斯·贝叶斯(Thomas Bayes)在研究“逆向概率”的问题中得到了一个公式:,这个公式被称为贝叶斯公式(贝叶斯定理),其中称为B的全概率,假设小红口袋中有4个白球和4个红球,小兰口袋中有2个白球和2个红球,现从小红自己口袋中任取2个球放入小兰口袋中,小兰再从自己口袋中任取2个球,已知小兰取出的是2个红球,则小红从口袋中取出的也是2个红球的概率为 .
(3)(多选)已知编号为1,2,3的三个盒子,其中1号盒子内装有两个1号球,一个2号球和一个3号球;2号盒子内装有两个1号球,一个3号球;3号盒子内装有三个1号球,两个2号球.若第一次先从1号盒子内随机抽取1个球,将取出的球放入与球同编号的盒子中,第二次从该盒子中任取一个球,则下列说法正确的是( )
A.在第一次抽到2号球的条件下,第二次抽到1号球的概率为
B.第二次抽到3号球的概率为
C.如果第二次抽到的是3号球,则它来自1号盒子的概率最大
D.如果将5个不同的小球放入这三个盒子内,每个盒子至少放1个,则不同的放法有180种
【变式训练1】第三次人工智能浪潮滚滚而来,以ChatGPT发布为里程碑,开辟了人机自然交流的新纪元.ChatGPT所用到的数学知识并非都是遥不可及的高深理论,概率就被广泛应用于ChatGPT中,某学习小组设计了如下问题进行研究:甲和乙两个箱子中各装有5个大小相同的小球,其中甲箱中有3个红球、2个白球,乙箱中有4个红球、1个白球,从甲箱中随机抽出2个球,在已知抽到红球的条件下,则2个球都是红球的概率为 ;掷一枚质地均匀的骰子,如果点数小于等于4,从甲箱子中随机抽出1个球;如果点数大于等于5,从乙箱子中随机抽出1个球,若抽到的是红球,则它是来自乙箱的概率是 .
【变式训练2】有3台车床加工同一型号的零件,第1,2,3台加工的次品率分别为6%,5%,4%,加工出来的零件混放在一起.已知第1,2,3台车床加工的零件数之比为5:6:9,现任取一个零件,求:
(1)它是第1台机床生产的概率是多少?
(2)它是次品的概率是多少.
(3)若取到的这个零件是次品,那么它是哪台机床生产出来的可能性最大?用具体数据说明.
1.一袋中有大小相同的4个红球和2个白球.若从中不放回地取球2次,每次任取1个球,记“第一次取到红球”为事件,“第二次取到红球”为事件,则( )
A. B. C. D.
2.从数字中随机取一个数字,记为,再从数字中随机取一个数字,则第二次取到的数字为2的概率是( )
A. B. C. D.
3.元宵节是中国的传统节日之一,“元宵”作为食品,在我国也由来已久.宋代,民间即流行一种元宵节吃的新奇食品.这种食品,最早叫“浮元子”后称“元宵”.元宵即“汤圆”以白糖、玫瑰、芝麻、豆沙、黄桂、核桃仁、果仁、枣泥等为馅,用糯米粉包成圆形,可荤可素,风味各异,可汤煮、油炸、蒸食,有团圆美满之意.某商店有6种馅的汤圆,其中4种素的和2种荤的,美华随机取出两袋购买,事件A“取到的两袋同为荤或素”,事件B“取到的两袋都是素的”,则( )
A. B. C. D.
4.(多选)已知,,,则下列命题正确的是( )
A. B.
C. D.
5.(多选)一个不透明的箱子中装有5个小球,其中白球3个,黑球2个,小球除颜色不同外,材质大小全部相同,现投掷一枚质地均匀的硬币,若硬币正面朝上,则从箱子里抽出一个小球且不再放回;若硬币反面朝上,则不抽取小球;重复该试验,直至小球全部取出,假设试验开始时,试验者手中没有任何小球,下列说法正确的有( )
A.经过两次试验后,试验者手中恰有1个白球1个黑球的概率为
B.若第一次试验抽到一个黑球,则第二次试验后,试验者手中有黑白球各1个的概率为
C.经过7次试验后试验停止的概率为
D.经过7次试验后试验停止的概率最大
6.(多选)现有红、黄、绿三个不透明盒子,其中红色盒子内装有两个红球、一个黄球和一个绿球;黄色盒子内装有两个红球,两个绿球;绿色盒子内装有两个红球,两个黄球.小明第一次先从红色盒子内随机抽取一个球,将取出的球放入与球同色的盒子中;第二次从该放入球的盒子中随机抽取一个球.记抽到红球获得块月饼、黄球获得块月饼、绿球获得块月饼,小明所获得月饼为两次抽球所获得月饼的总和,则下列说法正确的是( )
A.在第一次抽到绿球的条件下,第二次抽到绿球的概率是
B.第二次抽到红球的概率是
C.如果第二次抽到红球,那么它来自黄色盒子的概率为
D.小明获得块月饼的概率是
7.设是一个随机试验中的两个事件,且,则 .
8.英国数学家贝叶斯在概率论研究方面成就显著,根据贝叶斯统计理论,随机事件,存在如下关系:.若某地区一种疾病的患病率是0.05,现有一种试剂可以检验被检者是否患病.已知该试剂的准确率为,即在被检验者患病的前提下用该试剂检测,有的可能呈现阳性;该试剂的误报率为,即在被检验者未患病的情况下用该试剂检测,有的可能会误报阳性.现随机抽取该地区的一个被检验者,已知检验结果呈现阳性,则此人患病的概率为 .
9.有编号为1,2,3,4,5的盒子,1号盒子有两个白球和两个黑球,其余盒子中都有两个白球一个黑球.
(1)从1号盒子中取出两个球,求颜色不同的概率;
(2)从1号盒子中取出一个球放入2号盒子,再从2号盒子中取出一个球放入3号盒子,依此类推最后从4号盒子中取出一个球放入5号盒子结束,记“n号盒子取出的球是白球”为事件
①求;②求
10.在二十大报告中,体育、健康等关键词被多次提及,促进群众体育和竞技体育全面发展,加快建设体育强国是全面建设社会主义现代化国家的一个重要目标.某校为丰富学生的课外活动,加强学生体质健康,拟举行羽毛球团体赛,赛制采取局胜制,每局都是单打模式,每队有名队员,比赛中每个队员至多上场一次且是否上场是随机的,每局比赛结果互不影响.经过小组赛后,最终甲、乙两队进入最后的决赛,根据前期比赛的数据统计,甲队种子选手对乙队每名队员的胜率均为,甲队其余名队员对乙队每名队员的胜率均为.(注:比赛结果没有平局)
(1)求甲队最终获胜且种子选手上场的概率;
(2)已知甲队获得最终胜利,求种子选手上场的概率.
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