内容正文:
7.1.2 全概率公式
第七章 §7.1 条件概率与全概率公式
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0.7,选择第二条路的概率是0.3,那么王先生上班路上拥堵的概率是多少?这个概率怎么计算呢?
导语
内容索引
一、全概率公式
二、多个事件的全概率问题
课时对点练
*三、贝叶斯公式
随堂演练
全概率公式
一
问题 从有a个红球和b个蓝球的袋子中,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?
提示 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.
用Ri表示事件“第i次摸到红球”,Bi表示事件“第i次摸到蓝球”,i=1,2.如图所示.
事件R2可按第1次可能的摸球结果(红球或蓝球)表示为两个互斥事件的并,即R2=R1R2∪B1R2,
利用概率的加法公式和乘法公式,
得P(R2)=P(R1R2∪B1R2)
=P(R1R2)+P(B1R2)
=P(R1)P(R2|R1)+P(B1)P(R2|B1)
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,
有 .
知识梳理
9
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;
10
记事件A,B分别为“甲厂、乙厂的产品”,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,
由全概率公式,
得P(C)=P(A)P(C|A)+P(B)P(C|B)
(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,
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 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、乙两班的人数之比为5∶3,其中甲班中女生占 ,乙班中女生占 .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.
14
如果用事件A1,A2分别表示“居民所遇到的一位同学是甲班的与乙班的”,事件B表示“居民所遇到的一位同学是女生”,则Ω=A1∪A2,且A1,A2互斥,B⊆Ω,
15
二
多个事件的全概率问题
例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.
17
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.
设Hi=“飞盘被第i人击中”,i=1,2,3,
P(A3)=P(H1H2H3),
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.
“化整为零”求多事件的全概率问题
反思感悟
20
(2)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
21
跟踪训练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.
22
用A1,A2,A3分别表示事件“买到的智能手机为甲品牌、乙品牌、其他品牌”,B表示事件“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%
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*三
贝叶斯公式
*贝叶斯公式: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,P(B)>0,
有P(Ai|B)= =_______________,i=1,2,…,n.
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;
设事件B1,B2,B3分别表示“取到的工件是甲、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,
(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.
贝叶斯公式的内涵
(2)P(A1)称为先验概率,P(A1|B)称为后验概率,其反映了事件A1发生的可能性在各种可能原因中的比重.
反思感悟
28
跟踪训练3 设某公路上经过的货车与客车的数量之比为2∶1,货车中途停车修理的概率为0.02,客车为0.01,今有一辆汽车中途停车修理,求该汽车是货车的概率.
设B=“中途停车修理”,A1=“经过的是货车”,A2=“经过的是客车”,则B=A1B∪A2B,
由贝叶斯公式,得
29
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
A.0.08 B.0.8 C.0.6 D.0.5
1
2
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4
√
32
2.某工厂有两个车间生产同型号家用电器,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,假设第一、二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,则该产品合格的概率为
A.0.6 B.0.85 C.0.868 D.0.88
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√
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设从仓库中随机提出的一台产品是合格品为事件B,事件Ai表示提出的一台产品是第i车间生产的,i=1,2,
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.
所以该产品合格的概率为0.868.
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道题完全没有思路,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题,则他做对的概率为_____.
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设“小王从这8道题中任选1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1道题”为事件D,
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4
4.甲袋中有3个白球,2个黑球,乙袋中有4个白球,4个黑球,今从甲袋中任取两球放入乙袋,再从乙袋中任取一球,则该球是白球的概率
为______.
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4
设A=“从乙袋中取出的是白球”,Bi=“从甲袋中取出的两球恰有
i个白球”,i=0,1,2.
则Ω=B1∪B2∪B0,且B1,B2,B0两两互斥.
由全概率公式,得P(A)=P(B0)P(A|B0)+P(B1)P(A|B1)+P(B2)P(A|B2)
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
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基础巩固
√
设“验血结果为阳性”为事件B,“是患者”为事件A1,“非患者”为事件A2,则P(B)=P(A1)P(B|A1)+P(A2)P(B|A2)=0.5%×(1-2%)+(1-0.5%)×2%=0.024 8.
2.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.播种一、二、三、四等种子所结的穗含50颗以上麦粒的概率分别为0.5,0.15,0.1,0.05,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”分别为事件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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3.已知某地区7%的男性和0.49%的女性患色盲.假如男性、女性各占一半,从中随机选一人,则此人恰是色盲的概率是
A.0.012 45 B.0.057 86
C.0.028 65 D.0.037 45
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用事件A,B分别表示“随机选1人为男性或女性”,用事件C表示“此人是色盲”,
则Ω=A∪B,且A,B互斥,
故P(C)=P(A)P(C|A)+P(B)P(C|B)
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=“先取到的是女生报名表”,Bi=“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.(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A=“第1次摸球,摸到红球”,B=“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,
所以B,C错误,D正确.
6.某医用口罩生产厂家生产医用普通口罩、医用外科口罩、医用防护口罩三种产品,三种产品的生产比例如图所示,且三种产品中绑带式口罩的占比分别为90%,50%,40%.若从该厂生产
的口罩中任选一个,则选到绑带式口罩的
概率为
A.0.23 B.0.47
C.0.53 D.0.77
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由图可知医用普通口罩、医用外科口罩、
医用防护口罩的占比分别为70%,20%,10%,
记事件A1,A2,A3分别表示“选到医用普
通口罩、医用外科口罩、医用防护口罩”,
则Ω=A1∪A2∪A3,且A1,A2,A3两两互斥,所以P(A1)=0.7,P(A2)=0.2,P(A3)=0.1,
又三种产品中绑带式口罩的占比分别为90%,50%,40%,
记事件B表示“选到绑带式口罩”,则P(B|A1)=0.9,P(B|A2)=0.5,P(B|A3)=0.4,
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设A1=“早餐在a餐厅用餐”,B1=“早餐在b餐厅用餐”,A2=“午餐在a餐厅用餐”,且P(A1)+P(B1)=1,
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8.已知小明每天步行上学的概率为0.6,骑自行车上学的概率为0.4,且步行上学有0.05的概率迟到,骑自行车上学有0.02的概率迟到.若小明今天
上学迟到了,则他今天骑自行车上学的概率为_____.
设A=“小明步行上学”,B=“小明骑自行车上学”,C=“小明迟到”,
由已知得P(A)=0.6,P(B)=0.4,
P(C|A)=0.05,P(C|B)=0.02,
由全概率公式可知P(C)=P(A)P(C|A)+P(B)P(C|B)=0.6×0.05+0.4×0.02=0.038,
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9.某同学买了7个盲盒,每个盲盒中都有一支笔,有4支钢笔和3支圆珠笔.
(1)一次取出2个盲盒,求2个盲盒为同一种笔的概率;
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设事件A=“2个盲盒中都是钢笔”,事件B=“2个盲盒中都是圆珠笔”,则A与B为互斥事件,
(2)依次不放回地从中取出2个盲盒,求第1次、第2次取到的都是钢笔盲盒的概率;
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设事件Ai=“第i次取到的是钢笔盲盒”,i=1,2.
(3)依次不放回地从中取出2个盲盒,求第2次取到的是圆珠笔盲盒的概率.
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设事件Bi=“第i次取到的是圆珠笔盲盒”,i=1,2.
所以由全概率公式可知第2次取到的是圆珠笔盲盒的概率为P(B2)=P(B1)P(B2|B1)+P(A1)·P(B2|A1)
10.玻璃杯成箱出售,每箱20只,各箱含0,1,2个次品的概率分别为0.8,0.1,0.1,一顾客购买一箱玻璃杯,在购买时售货员随机取出一箱,顾客开箱任意抽查5只,若无次品,则购买该箱玻璃杯,否则退回.求顾客买下该箱玻璃杯的概率.
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设Ai=“该箱玻璃杯有i个次品”(i=0,1,2),B=“顾客买下该箱玻璃杯”,
则Ω=A0∪A1∪A2,且A0,A1,A2两两互斥,
由题意知,P(A0)=0.8,P(A1)=0.1,
P(A2)=0.1,
11.(多选)若0<P(A)<1,0<P(B)<1,则下列式子中成立的有
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综合运用
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由条件概率的计算公式知A错误;B,C显然正确;
故D正确.
12.把外形相同的球分装在三个盒子中,每盒10个.其中,第一个盒子中有7个球标有字母A,3个球标有字母B;第二个盒子中有红球和白球各
5个;第三个盒子中有红球8个,白球2个.试验按如下规则进行:先在第一个盒子中任取一个球,若取得标有字母A的球,则在第二个盒子中任取一个球;若取得标有字母B的球,则在第三个盒子中任取一个球.如果第二次取出的是红球,那么称试验成功,则试验成功的概率为
A.0.59 B.0.41 C.0.48 D.0.64
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设A=“从第一个盒子中取得标有字母A的球”,B=“从第一个盒子中取得标有字母B的球”,R=“第二次取出的是红球”,
13.若甲盒中有2个白球、2个红球、1个黑球,乙盒中有x个白球(x∈N)、3个红球、2个黑球,现从甲盒中随机取出一个球放入乙盒,再从乙盒中随机取出一个球,若从甲盒中取出的球和从乙盒中取出的球颜色相同的概率大于等于 ,则x的最大值为
A.4 B.5 C.6 D.7
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设第一次从甲盒取出白球、红球、黑球分别为事件A1,A2,A3,从甲盒中取出的球和从乙盒中取出的球颜色相同为事件B,
14.某学校组织学生进行答题比赛,已知共有4道A类试题,8道B类试题,12道C类试题,学生从中任选1道试题作答,学生甲答对A,B,C这3类试题的概率分别为 .若学生甲答对了所选试题,则这道试题是B
类试题的概率为_____.
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设“学生选1道A类试题”为事件A,“学生选1道B类试题”为事件B,“学生选1道C类试题”为事件C,“学生答对试题”为事件D,
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拓广探究
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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16.如图,有三个箱子,分别编号为1,2,3,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,3号箱装有3个红球,这些球除颜色外完全相同.某人先从三箱中任取一箱,再从中任意摸出一球,发现是红球,求该球是取自1号箱的概率以及该球取自几号箱的可能性最大.
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设事件Bi=“球取自i号箱”(i=1,2,3),事件A=“取得红球”.
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由全概率公式,可得
再由贝叶斯公式知,
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.
=×+×=.
P(B)=(Ai)P(B|Ai)
由题意,得P(A)==,P(B)==,
=×+×=.
P(A)==,
P(B)==,
由全概率公式,得P(C)=P(A)P(C|A)+P(B)P(C|B)=×+×
=.
由题意可知,P(A1)=,P(A2)=,
且P(B|A1)=,P(B|A2)=.
由全概率公式可知P(B)=P(A1)P(B|A1)+P(A2)P(B|A2)=×+×=.
则P(A1)=P(H123∪1H23∪12H3),
P(A2)=P(H1H23∪H12H3∪1H2H3),
(1)如图,P(B)=(Ai)P(B|Ai).
可得P(A)=(Bi)P(A|Bi)=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.
P(B1|A)===≈0.36.
(1)公式P(A1|B)==反映了P(A1B),P(A1),P(B), P(A1|B),
P(B|A1)之间的互化关系.
P(A1|B)===0.8.
1.已知P(BA)=0.4,P(B)=0.2,则P(B)的值为
因为P(BA)=P(A)P(B|A),P(B)=P()P(B|),所以P(B)=P(A)P(B|A)+P()P(B|)=P(BA)+P(B)=0.4+0.2=0.6.
由题意可得P(A1)==0.4,P(A2)==0.6,P(B|A1)=0.85,P(B|A2)
=0.88,
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+×+×=.
=×+×+×=.
则P(B)=(Ai)P(B|Ai)=95.5%×0.5+2%×0.15+1.5%×0.1+1%×0.05=0.482 5.
=×7%+×0.49%=0.037 45.
A. B. C. D.
∴P(A)=(Bi)P(A|Bi)=×+×+×=.
A.P(A)= B.P(B)=
C.P(B|A)= D.P(B|)=
P(A)==,A正确;
P(B|A)===,
P(B|)===.
P(B)=P(A)P(B|A)+P()P(B|)=×+×=.
所以由全概率公式可得选到绑带式口罩的概率为
P(B)=(Ai)P(B|Ai)=0.7×0.9+0.2×0.5+0.1×0.4=0.77.
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)=,
由全概率公式可得P(A2)=P(A1)P(A2|A1)+P(B1)P(A2|B1)=×+×=.
利用条件概率可得P(B|C)====,
即小明今天骑自行车上学的概率为.
因为P(A)==,P(B)==,
所以2个盲盒为同一种笔的概率P=P(A∪B)=P(A)+P(B)=+=.
因为P(A1)==,P(A2|A1)==,
所以P(A1A2)=P(A1)P(A2|A1)=×=,
即第1次、第2次取到的都是钢笔盲盒的概率为.
因为P(B1)==,P(B2|B1)==,
P(B2|A1)==,
=×+×=.
P(B|A0)=1,P(B|A1)==,P(B|A2)==.
∴P(B)=(Ai)P(B|Ai)=0.8×1+0.1×+0.1×=.
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)===,
则P(A)=,P(B)=,P(R|A)=,
P(R|B)=,
故P(R)=P(R|A)P(A)+P(R|B)P(B)=×+×=0.59.
则P(B)=P(A1)P(B|A1)+P(A2)P(B|A2)+P(A3)P(B|A3)=·+·+·=≥,解得x≤6,则x的最大值为6.
,,
则P(A)==,P(B)==,
P(C)==,P(D|A)=,
P(D|B)=,P(D|C)=,
所以P(D)=×+×+×=,
所以P(B|D)===.
A. B.
C. D.
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”,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|B1)=,P(A|B2)=,P(A|B3)=1,
P(A)=P(B1)P(A|B1)+P(B2)P(A|B2)+P(B3)P(A|B3)=,
显然有P(B1)=P(B2)=P(B3)=,
P(B2|A)==,
P(B3|A)==,
因此,该球是取自1号箱的概率为,该球取自3号箱的可能性最大.
P(B1|A)==,
$$