内容正文:
3.1.4 全概率公式
*3.1.5 贝叶斯公式
第3章 §3.1 条件概率与事件的独立性
学习目标
1.了解利用概率的加法公式和乘法公式推导全概率公式.
2.理解全概率公式,并会利用全概率公式计算概率.
3.了解贝叶斯公式,并会简单应用.
王先生从家到公司有两条路可以选择,其中第一条路拥堵的概率是0.3,第二条路拥堵的概率是0.4,王先生选择第一条路的概率是0.5,选择第二条路的概率是0.3,那么王先生上班迟到的概率是多少?这个概率怎么计算呢?
导语
内容索引
一、全概率公式的概念
二、全概率公式的应用
课时对点练
*三、贝叶斯公式
随堂演练
全概率公式的概念
一
问题1 有两个箱子,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,这些球除颜色外完全相同,某人从中随机取一箱,再从中任意取出一球,求取得红球的概率.
提示 设事件Bi表示“球取自i号箱”(i=1,2),事件A表示“取得红球”,其中B1,B2互斥,A发生总是伴随着B1,B2之一同时发生,即A=B1A∪B2A,且B1A,B2A互斥,运用互斥事件概率的加法公式得到P(A)=P(B1A)+P(B2A),再对求和中的每一项运用乘法公式得P(A)=P(B1)P(A|B1)
1.全概率公式
设Ai(i=1,2,…,n)为n个事件,若满足(1)AiAj=____(i≠j),
(2)A1∪A2∪A3∪…∪An=___,
(3)P(Ai)>0,i=1,…,n,
则对任一事件B,有P(B)=________________________________________
P(A1)P(B|A1)+P(A2)P(B|A2)+…+P(An)P(B|An)
∅
Ω
知识梳理
8
2.全概率公式的意义
如图,B发生的概率与P(BAi)(i=1,2,…,n)有关,且B发生的概率等于所有这些概率的和,即
知识梳理
9
注意点:
全概率公式实质上是互斥事件的概率加法公式,解题时需要把题中随机事件合理拆分.
知识梳理
10
例1 某商店收进甲厂生产的产品30箱,乙厂生产的同种产品20箱,甲厂每箱装100个,废品率为0.06,乙厂每箱装120个,废品率为0.05,求:
(1)任取一箱,从中任取一个为废品的概率;
记事件A,B分别为“甲、乙两厂的产品”,事件C为“废品”,则Ω=A∪B,且A,B互斥,
P(C|A)=0.06,P(C|B)=0.05,
11
(2)若将所有产品开箱混放,求任取一个为废品的概率.
P(C|A)=0.06,P(C|B)=0.05,
由全概率公式,
12
两个事件的全概率问题求解策略
(1)拆分:将样本空间拆分成互斥的两部分,如A1,A2(或A与 ).
(2)计算:利用概率的乘法公式计算每一部分的概率.
(3)求和:所求事件的概率P(B)=P(A1)P(B|A1)+P(A2)P(B|A2).
反思感悟
13
跟踪训练1 设某工厂有两个车间生产同型号的家用电器,第一车间的次品率为0.15,第二车间的次品率为0.12,两个车间的成品都混合堆放在一个仓库,假设第1,2车间生产的成品比例为2∶3,今有一客户从成品仓库中随机提一台产品,求该产品合格的概率.
14
设B=“从仓库中随机提出的一台是合格品”,
Ai=“提出的一台是第i车间生产的”,i=1,2,
则B=A1B∪A2B,
由题意得P(A1)=0.4,P(A2)=0.6,
P(B|A1)=0.85,P(B|A2)=0.88,
由全概率公式得
P(B)=P(A1)P(B|A1)+P(A2)P(B|A2)
=0.4×0.85+0.6×0.88=0.868.
15
二
全概率公式的应用
例2 假设某市场供应的智能手机中,市场占有率和优质率的信息如表所示:
品牌 甲 乙 其他
市场占有率 50% 30% 20%
优质率 95% 90% 70%
在该市场中任意买一部智能手机,求买到的是优质品的概率.
17
用事件A1,A2,A3分别表示“买到的智能手机为甲品牌、乙品牌、其他品牌”,事件B表示买到的是优质品,
则Ω=A1∪A2∪A3,且A1,A2,A3两两互斥,依题意,可得P(A1)=50%,P(A2)=30%,P(A3)=20%,
且P(B|A1)=95%,P(B|A2)=90%,P(B|A3)=70%,
由全概率公式,得P(B)=P(A1)P(B|A1)+P(A2)P(B|A2)+P(A3)P(B|A3)=50%×95%+30%×90%+20%×70%=88.5%.
品牌 甲 乙 其他
市场占有率 50% 30% 20%
优质率 95% 90% 70%
18
“化整为零”求多事件的全概率问题
已知事件B的发生有各种可能的情形Ai(i=1,2,…,n),事件B发生的可能性,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.
反思感悟
19
跟踪训练2 甲、乙、丙三人同时对飞盘进行射击,三人击中的概率分别为0.4,0.5,0.7.飞盘被一人击中而击落的概率为0.2,被两人击中而击落的概率为0.6,若三人都击中,飞盘必定被击落,求飞盘被击落的概率.
20
设B=“飞盘被击落”,Ai=“飞盘被i人击中”,i=1,2,3,则B=A1B+A2B+A3B,
依题意,得P(B|A1)=0.2,P(B|A2)=0.6,P(B|A3)=1.
由全概率公式知P(B)=P(A1)P(B|A1)+P(A2)·P(B|A2)+P(A3)P(B|A3),
设Hi=“飞盘被第i人击中”,i=1,2,3,
P(A3)=P(H1H2H3),
21
又P(H1)=0.4,P(H2)=0.5,P(H3)=0.7,
所以P(A1)=0.36,P(A2)=0.41,P(A3)=0.14,
则P(B)=P(A1)P(B|A1)+P(A2)P(B|A2)+P(A3)P(B|A3)=0.36×0.2+0.41×0.6+0.14×1=0.458.即飞盘被击落的概率为0.458.
22
*三
贝叶斯公式
问题2 在问题1的条件下求某人从中随机取一箱,再从中任意取出一球,若取出的是红球,则此球来自1号箱的概率为多少?
1.贝叶斯公式的概念
一般地,当P(A)>0且P(B)>0时,
有P(B|A)= =________________________.
2.贝叶斯公式的推广
设A1,A2,…,An满足AiAj=∅(i≠j),且A1∪A2∪A3∪…∪An=Ω.若P(Ai)>0(i=1,2,…,n),则对任一事件B(其中P(B)>0),由条件概率及全
概率公式,有
知识梳理
25
例3 设某工厂有甲、乙、丙三个车间,它们生产同一种工件,每个车间的产量占该厂总产量的百分比依次为25%,35%,40%,它们的次品率依次为5%,4%,2%.现从这批工件中任取一件.
(1)求取到次品的概率;
26
设事件B1,B2,B3分别表示“取出的工件是甲、乙、丙车间生产的”,A表示“取到的是次品”.
易知B1,B2,B3两两互斥,根据全概率公式,
=0.25×0.05+0.35×0.04+0.4×0.02=0.034 5.
故取到次品的概率为0.034 5.
27
(2)已知取到的是次品,求它是甲车间生产的概率.(精确到0.01)
故已知取到的是次品,则它是甲车间生产的概率约为0.36.
28
利用贝叶斯公式求概率的步骤
(1)利用全概率公式计算P(A),
(2)计算P(AB),可利用P(AB)=P(B)P(A|B)求解.
反思感悟
29
跟踪训练3 5个袋子中放有白球和黑球,其中1号袋中白球占 ,另外2,
3,4,5号4个袋子中白球都占 ,从中随机取1个袋子,从所取的袋子中随机
取1个球,结果是白球,求这个球来自1号袋中的概率.
30
设Ai=“取到第i号袋子”,i=1,2,3,4,5.
B=“取到白球”,
由贝叶斯公式得,
31
1.知识清单:
(1)全概率公式.
(2)*贝叶斯公式.
2.方法归纳:化整为零、转化化归.
3.常见误区:事件拆分不合理或不全面.
课堂小结
随堂演练
四
1.已知P(BA)=0.4, =0.2,则P(B)的值为
A.0.08 B.0.8 C.0.6 D.0.5
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2
3
4
√
2.设某医院仓库中有10盒同样规格的X光片,其中甲厂、乙厂、丙厂生产的分别为5盒、3盒、2盒,且甲、乙、丙三厂生产该种X光片的次品率依
次为 现从这10盒中任取一盒,再从这盒中任取一张X光片,
则取得的X光片是次品的概率为
1
2
3
4
√
以A1,A2,A3分别表示“取得的这盒X光片是由甲厂、乙厂、丙厂生产的”,B表示“取得的X光片为次品”,
1
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4
3.已知某次数学期末试卷中有8道4选1的单选题,学生小王能完整做对其中5道题,在剩下的3道题中,有2道题有思路,还有1道完全没有思路,
有思路的题做对的概率为 ,没有思路的题只好从4个选项中随机选一个
答案.小王从这8道题中任选1道题,则他做对的概率为______.
1
2
3
4
设小王从这8道题中任选1道题且做对为事件A,选到能完整做对的5道题为事件B,选到有思路的2道题为事件C,选到完全没有思路的题为事件D,
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设事件A=收到“·”,事件B=发出“·”,
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4
课时对点练
五
1.某种疾病的患病率为0.5%,通过验血诊断该病的误诊率为2%,即非患者中有2%的人验血结果为阳性,患者中有2%的人验血结果为阴性,随机抽取一人进行验血,则其验血结果为阳性的概率为
A.0.068 9 B.0.049 C.0.024 8 D.0.02
随机抽取一人进行验血,则其验血结果为阳性的概率为P=0.5%×(1-2%)+(1-0.5%)×2%=0.024 8.
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基础巩固
√
2.已知甲袋中有6只红球和4只白球,乙袋中有8只红球和6只白球,随机取一袋,再从袋中任取一球,发现是红球,则此球来自甲袋的概率为
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√
3.播种用的一等小麦种子中混有2%的二等种子,1.5%的三等种子,1%的四等种子.用一、二、三、四等种子长出的穗含50颗以上麦粒的概率分别为50%,15%,10%,5%,则这批种子所结的穗含50颗以上麦粒的概率为
A.0.8 B.0.532
C.0.482 5 D.0.312 5
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√
设从这批种子中任选一颗是一、二、三、四等种子的事件分别是A1,A2,A3,A4,
则Ω=A1∪A2∪A3∪A4,且A1,A2,A3,A4两两互斥,设B表示“从这批种子中任选一颗,所结的穗含50颗以上麦粒”,
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4.设有来自三个地区的各10名,15名和25名考生的报名表,其中女生报名表分别为3份,7份和5份,随机地取一个地区的报名表,从中先后取出两份,则先取到的一份为女生报名表的概率为
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√
设A表示“先取到的是女生报名表”,Bi表示“取到第i个地区的报名表”,i=1,2,3,
则Ω=B1∪B2∪B3,且B1,B2,B3两两互斥,
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5.某卡车为乡村小学运送书籍,共装有10个纸箱,其中5箱英语书、2箱数学书、3箱语文书.到目的地时发现丢失一箱,但不知丢失哪一箱.现从剩下9箱中任意打开2箱,结果都是英语书,则丢失的一箱也是英语书的概率为
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√
设A表示“丢失一箱后任取两箱是英语书”,Bk表示“丢失的一箱为k”,k=1,2,3分别表示英语书、数学书、语文书.由全概率公式得
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6.(多选)箱子中有6个大小、材质都相同的小球,其中4个红球,2个白球.每次从箱子中随机地摸出一个球,摸出的球不放回.设事件A表示“第1次摸球,摸到红球”,事件B表示“第2次摸球,摸到红球”,则下列结论正确的是
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√
√
由全概率公式可知,
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故BC错误,D正确.
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设A1表示“早餐去a餐厅用餐”,B1表示“早餐去b餐厅用餐”,A2表示“午餐去a餐厅用餐”,且P(A1)+P(B1)=1,
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由全概率公式可得P(A2)=P(A1)P(A2|A1)+P(B1)P(A2|B1)
8.有一台用来检验产品质量的仪器,已知一只次品经检验被认为是次品的概率为0.99,而一只正品经检验被认为是次品的概率为0.005,已知产品的次品率为4%,若一产品经检验被认为是次品,则它确实为次品的概率约为______(精确到小数点后三位).
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0.892
设A=“产品经检验被认为是次品”,B=“产品确实为次品”,
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由贝叶斯公式得,所求概率为
9.袋中装有8只红球,2只黑球,每次从中任取一球,不放回地连续取两次,求下列事件的概率.
(1)取出的两球都是红球;
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设事件A1表示“第一次取到的是红球”,A2表示“第二次取到的是红球”.
(2)取出的两球都是黑球;
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(3)第二次取出的是红球.
由全概率公式得,
10.“青团”是江南人家在清明节吃的一道传统点心,据考证“青团”之称大约始于唐代,已有1 000多年的历史.现有甲、乙两个箱子装有大小、外观均相同的“青团”,已知甲箱中有4个蛋黄馅的“青团”和3个肉松馅的“青团”,乙箱中有3个蛋黄馅的“青团”和2个肉松馅的“青团”.
(1)若从甲箱中任取2个“青团”,求这2个“青团”馅不同的概率;
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(2)若先从甲箱中任取2个“青团”放入乙箱中,然后再从乙箱中任取1个“青团”,求取出的这个“青团”是肉松馅的概率.
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设事件A为“从乙箱中任取1个‘青团’,取出的这个‘青团’是肉松馅”,
事件B1为“从甲箱中取出的2个‘青团’都是蛋黄馅”,
事件B2为“从甲箱中取出的2个‘青团’都是肉松馅”,
事件B3为“从甲箱中取出的2个‘青团’为1个蛋黄馅,1个肉松馅”,
则B1,B2,B3彼此互斥.
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所以P(A)=P(B1)P(A|B1)+P(B2)P(A|B2)+P(B3)P(A|B3)
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11.(多选)若0<P(A)<1,0<P(B)<1,则下列式子中成立的为
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综合运用
√
√
√
由条件概率的计算公式知A错误;
B,C显然正确;
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故D正确.
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设事件A1=“冬季去吉林旅游”,事件A2=“夏季去吉林旅游”,事件B=“去了一眼望三国”,
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13.若从数字1,2,3,4中任取一个数,记为x,再从1,…,x中任取一个数记为y,则y=2的概率为
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设事件Ai表示“取出x=i”,i=1,2,3,4,
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事件B表示“取到y=2”,
14.8支步枪中有5支已校准过,3支未校准.一名射手用校准过的枪射击时,
中靶的概率为 ;用未校准的枪射击时,中靶的概率为 .现从8支枪中任
取一支用于射击,结果中靶,则所用的枪是校准过的概率为_____.
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设B1表示“使用的枪校准过”,B2表示“使用的枪未校准”,A表示“射击时中靶”,
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由贝叶斯公式得
15.盒中有a朵红花,b朵黄花,现随机从中取出1朵,观察其颜色后放回,并放入同色花c朵,再从盒中随机取出1朵花,则第二次取出的是黄花的概率为
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拓广探究
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设A表示“第一次取出的是黄花”,B表示“第二次取出的是黄花”,
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16.同一种产品由甲、乙、丙三个厂供应.由长期的经验知,三家的正品率分别为0.95,0.90,0.80,三家产品数以所占比例为2∶3∶5混合在一起.
(1)从中任取一件,求此产品为正品的概率;
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设事件A表示取到的产品为正品,B1,B2,B3分别表示产品由甲、乙、丙厂生产,则Ω=B1∪B2∪B3,且B1,B2,B3两两互斥,
由已知P(B1)=0.2,P(B2)=0.3,P(B3)=0.5,
P(A|B1)=0.95,P(A|B2)=0.9,P(A|B3)=0.8.
由全概率公式得
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(2)现取到一件产品为正品,问它是由甲、乙、丙三个厂中哪个厂生产的可能性大?
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由以上3个数作比较,可知这件产品由丙厂生产的可能性最大,由甲厂生产的可能性最小.
+P(B2)P(A|B2)=×+×=.
因此,取得红球的概率为.
=P(Ai)P(B|Ai).
P(B)=P(BAi)=_______________.
由题意,得P(A)==,P(B)==,
由全概率公式,得P(C)=P(A)P(C|A)+P(B)P(C|B)=.
P(A)==,
P(B)==,
得P(C)=P(A)P(C|A)+P(B)P(C|B)=×+×=.
则P(A1)=P(H123+1H23+12H3),
P(A2)=P(H1H23+H12H3+1H2H3),
P(B1|A)===.
提示 由问题1得,P(B1)=,P(B2)=,
P(A|B1)=,P(A|B2)=,P(A)=,
P(AB1)=P(B1)P(A|B1)=×=.
P(Ai|B)==(i=1,2,…,n).
可得P(A)=(Bi)P(A|Bi)
P(B1|A)===≈0.36.
即P(A)=(Bi)P(A|Bi).
(3)代入P(B|A)=求解.
所以这个球来自1号袋中的概率为.
根据题意得P(A1)=P(A2)=P(A3)=P(A4)=P(A5)=,
P(B|A1)=,P(B|A2)=P(B|A3)=P(B|A4)=P(B|A5)=,
P(A1|B)===.
所以P(B)=P(A)P(B|A)+P()P(B|)=P(BA)+P(B)=0.4+0.2=0.6.
因为P(BA)=P(A)P(B|A),P(B)=P()P(B|),
P(B)
A. B. C. D.
,,,
由全概率公式,得所求概率为P(B)=P(A1)P(B|A1)+P(A2)P(B|A2)+
P(A3)P(B|A3)=×+×+×=.
则P(A1)=,P(A2)=,P(A3)=,
P(B|A1)=,P(B|A2)=,P(B|A3)=,
则P(B)=,P(C)==,P(D)=,
由全概率公式可得P(A)=P(B)P(A|B)+P(C)P(A|C)+P(D)P(A|D)=×1+×+×=.
由贝叶斯公式得P(B|A)===.
4.电报发射台发出“·”和“-”的比例为5∶3,由于干扰,传送“·”时失真的概率为,传送“-”时失真的概率为,则接收台收到“·”时发出信号恰是“·”的概率为______.
P==.
A. B. C. D.
则P(B)=(Ai)P(B|Ai)=95.5%×50%+2%×15%+1.5%×10%+1%×5%=0.482 5.
A. B. C. D.
∴P(A)=(Bi)P(A|Bi)=×+×+×=.
A. B. C. D.
P(A)=(Bk)P(A|Bk)=×+×+×=.
P(B1|A)===.
A.P(A)= B.P(B)=
C.P(B|A)= D.P(B|)=
P(A)==,故A正确;
P(B|A)===,P(B|)===.
P(B)=P(A)P(B|A)+P()P(B|)=×+×=.
7.学校有a,b两个餐厅,如果王同学早餐在a餐厅用餐,那么他午餐也在a餐厅用餐的概率是;如果他早餐在b餐厅用餐,那么他午餐在a餐厅用餐的概率是.若王同学早餐在a餐厅用餐的概率是,那么他午餐在a餐厅用餐的概率是______.
根据题意得P(A1)=,P(B1)=,P(A2|A1)=,P(A2|B1)=,
=×+×=.
由题意知,P(B)=0.04,P()=0.96,
P(A|B)=0.99,P(A|)=0.005,
P(B|A)==≈0.892.
根据题意知P(A1)=,P(1)=,
P(A2|A1)=,
P(2|1)=,P(A2|1)=.
P(A1A2)=P(A1)P(A2|A1)=×=.
P(12)=P(1)P(2|1)=×=.
P(A2)=P(A2|A1)P(A1)+P(A2|1)·P(1)=×+×=.
从甲箱中任取2个“青团”的事件数为C=21,
这2个“青团”馅不同的事件数为CC=12,
所以这2个“青团”馅不同的概率为P==.
P(B1)===,P(B2)===,P(B3)===,
P(A|B1)=,P(A|B2)=,P(A|B3)=,
=×+×+×=,
所以取出的这个“青团”是蛋黄馅的概率为.
A.P(A|B)=
B.P(AB)=P(A)P(B|A)
C.P(B)=P(A)P(B|A)+P()P(B|)
D.P(A|B)=
D选项中,因为P(B)=P(A)P(B|A)+P()P(B|),
所以P(A|B)==,
12.长白飞瀑,高句丽遗迹,鹤舞向海,一眼望三国,伪满皇宫,松江雾凇,净月风光,查干冬捕,是著名的吉林八景,某人打算到吉林旅游,冬季来的概率是,夏季来的概率是.如果冬季来,则看不到长白飞瀑,鹤舞向海和净月风光;若夏季来,则看不到松江雾凇和查干冬捕,无论什么时候来,由于时间原因,只能在可去景点当中选择两处参观,则某人去了“一眼望三国”景点的概率为
A. B. C. D.
所以去了“一眼望三国”的概率P(B)=P(A1)P(B|A1)+P(A2)P(B|A2)=×+×=.
则P(A1)=,P(A2)=,
在冬季去了“一眼望三国”的概率P(B|A1)==,
在夏季去了“一眼望三国”的概率P(B|A2)==,
A. B. C. D.
易知P(A1)=P(A2)=P(A3)=P(A4)=,
则P(B|A1)=0,P(B|A2)=,P(B|A3)=,P(B|A4)=,
所以P(B)=(Ai)P(B|Ai)=×=.
则P(B1)=,P(B2)=,P(A|B1)=,P(A|B2)=.
P(B1|A)===.
所以所用的枪是校准过的概率为.
A. B. C. D.
则B=AB∪B,由全概率公式知P(B)=P(A)(B|A)+P()P(B|),
由题意P(A)=,P(B|A)=,
P()=,P(B|)=,
所以P(B)=+=.
P(A)=(Bi)P(A|Bi)=0.2×0.95+0.3×0.9+0.5×0.8=0.86.
P(B1|A)===,
P(B2|A)===,
P(B3|A)====.
$$