4.1.2 乘法公式与全概率公式-【金版教程】2025-2026学年高中数学选择性必修第二册创新导学案word(人教B版)
2025-11-18
|
15页
|
101人阅读
|
11人下载
教辅
摘要:
该高中数学导学案围绕乘法公式与全概率公式展开,包含乘法公式(含n个事件推广)、全概率公式及贝叶斯公式(了解内容),通过复习古典概型和条件概率引入,以条件概率为基础推导乘法公式,再结合样本空间划分构建全概率公式的学习支架,形成逻辑递进的知识脉络。
资料通过抽签、产品检测等实际问题设计题型,分层习题(基础、中档、拔高)覆盖不同应用场景,助力学生通过数学建模解决实际问题,提升数学运算能力,同时通过概念辨析和逻辑推导培养数学抽象素养,适合教师引导学生循序渐进掌握概率公式应用。
内容正文:
数学 选择性必修 第二册 RJ
4.1.2 乘法公式与全概率公式
(教师独具内容)
课程标准:1.结合古典概型,会利用乘法公式计算概率.2.结合古典概型,会利用全概率公式计算概率.3.*了解贝叶斯公式.
教学重点:理解并掌握乘法公式、全概率公式.
教学难点:应用乘法公式、全概率公式解决实际问题.
核心素养:1.通过乘法公式、全概率公式及贝叶斯公式的学习培养数学抽象素养和数学运算素养.2.通过应用乘法公式、全概率公式解决问题培养数学建模素养和数学运算素养.
知识点一 乘法公式
根据事件A发生的概率,以及已知事件A发生的条件下事件B发生的概率,可以求出A与B同时发生的概率,即P(BA)=P(A)P(B|A).一般地,这个结论称为乘法公式.
[拓展] (1)推广到三个事件:P(ABC)=P(A)P(B|A)P(C|AB).
(2)一般地,若Ai表示事件,i=1,2,3,…,n,则P(A1A2·…·An)=P(A1)P(A2|A1)·…·P(An|A1A2·…·An-1).
知识点二 全概率公式
一般地,如果样本空间为Ω,而A,B为事件,则BA与B是互斥的,且B=BΩ=B(A+)=BA+B,当P(A)>0且P()>0时,P(B)=P(A)P(B|A)+P()P(B|).这称为全概率公式.
定理1:若样本空间Ω中的事件A1,A2,…,An满足:
(1)任意两个事件均互斥,即AiAj=∅,i,j=1,2,…,n,i≠j;
(2)A1+A2+…+An=Ω;
(3)P(Ai)>0,i=1,2,…,n.
则对Ω中的任意事件B,都有B=BA1+BA2+…+BAn,且P(B)==.
上述公式也称为全概率公式.
知识点三 贝叶斯公式
一般地,当1>P(A)>0且P(B)>0时,有P(A|B)=
=.这称为贝叶斯公式.
定理2:若样本空间Ω中的事件A1,A2,…,An满足:
(1)任意两个事件均互斥,即AiAj=∅,i,j=1,2,…,n,i≠j;
(2)A1+A2+…+An=Ω;
(3)1>P(Ai)>0,i=1,2,…,n.
则对Ω中的任意概率非零的事件B,有
P(Aj|B)=
=.
上述公式也称为贝叶斯公式.
1.(乘法公式)已知P(B|A)=,P(A)=,则P(AB)=________.
答案:
2.(全概率公式)已知P(BA)=0.35,P(B)=0.72,则P(B)=________.
答案:0.37
3.(全概率公式、贝叶斯公式)已知P(A)=,P(B|A)=,P(B|)=,则P(B)=________,P(A|B)=________.
答案:
题型一 乘法公式的应用
例1 10个考签中有4个难签,3人参加抽签(不放回),甲先,乙次,丙最后.求:
(1)甲抽到难签的概率;
(2)甲、乙都抽到难签的概率;
(3)甲没有抽到难签,而乙抽到难签的概率;
(4)甲、乙、丙都抽到难签的概率.
[解] 记事件A,B,C分别表示甲、乙、丙抽到难签,则
(1)P(A)==.
(2)P(AB)=P(A)P(B|A)=×=.
(3)P(B)=P()P(B|)=×=.
(4)P(ABC)=P(A)P(B|A)P(C|AB)=××=.
【感悟提升】 应用乘法公式求概率的步骤
(1)根据题目的提问(一般是A1,A2,A3,…,An,n个事件同时发生的概率),找到A1,A2,A3,…,An;
(2)用A1,A2,A3,…,An表示已知条件和待求事件;
(3)代入乘法公式求解.
【跟踪训练】
1.在分别标有1,2,3,4,5这5个数字的卡片里,无放回地抽取两次,一次一张,求:
(1)第一次取到奇数卡片的概率;
(2)已知第一次取到偶数卡片,求第二次取到奇数卡片的概率;
(3)第二次才取到奇数卡片的概率.
解:设事件A,B分别表示第一次和第二次取到奇数卡片,则
(1)P(A)=.
(2)第一次取出一张偶数卡片,还剩4张卡片,而其中有3张奇数卡片,
∴此时取出一张奇数卡片的概率为,
即P(B|)=.
(3)∵第二次才取到奇数卡片,
∴第一次应取到偶数卡片,即第一次发生,故{第二次才取到奇数卡片}应是与B同时发生,
∴P(B)=P()P(B|)=×=.
题型二 全概率公式的应用
角度1两个事件的全概率问题
例2 已知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1,2车间生产的产品比例为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.
[解] 设B={从仓库中随机提出的一台产品是合格品},Ai={提出的一台产品是第i车间生产的},i=1,2,
则有B=A1B∪A2B.
由题意知,P(A1)=0.4,P(A2)=0.6,P(B|A1)=0.85,P(B|A2)=0.88.
由全概率公式有P(B)=P(A1)P(B|A1)+P(A2)P(B|A2)=0.4×0.85+0.6×0.88=0.868.
【感悟提升】 两个事件的全概率问题的求解步骤
(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).
【跟踪训练】
2.某批麦种中,一等麦种占98%,二等麦种占2%,一、二等麦种种植后所结的穗含有50粒以上麦粒的概率分别为0.5,0.15,求用这批种子种植后所结的穗含有50粒以上麦粒的概率.
解:设事件B表示“任取一粒麦种,其种植后所结的穗含有50粒以上的麦粒”,
事件Ai(i=1,2)表示“任取一粒麦种,结果为第i等麦种”,显然A1与A2互斥,且A1+A2为样本空间Ω.
由全概率公式,得P(B)=P(A1)P(B|A1)+P(A2)P(B|A2)=0.98×0.5+0.02×0.15=0.493.
所以用这批种子种植后所结的穗含有50粒以上麦粒的概率为0.493.
角度2 多个事件的全概率问题
例3 甲箱的产品中有5个正品和3个次品,乙箱的产品中有4个正品和3个次品.若从甲箱中任取2个产品放入乙箱中,然后再从乙箱中任取1个产品,求取出的这个产品是正品的概率.
[解] 设事件A为“从乙箱中取出的1个产品是正品”,事件B1为“从甲箱中取出的2个产品都是正品”,事件B2为“从甲箱中取出1个正品1个次品”,事件B3为“从甲箱中取出的2个产品都是次品”,则事件B1、事件B2、事件B3彼此互斥.
P(B1)==,P(B2)==,
P(B3)==,P(A|B1)=,
P(A|B2)=,P(A|B3)=,
所以P(A)=P(B1)P(A|B1)+P(B2)P(A|B2)+P(B3)P(A|B3)=×+×+×=.
【感悟提升】 “化整为零”求多事件的全概率问题
(1)如图,P(B)=P(Ai)P(B|Ai).
(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.
【跟踪训练】
3.某足球队为评估球员甲对球队的贡献,对球员甲近两年参加过的100场比赛进行统计:甲在前锋位置出场20次,其中球队获胜14次;甲在中锋位置出场30次,其中球队获胜21次;甲在后卫位置出场50次,其中球队获胜40次.用该样本的频率估计概率,则甲参加比赛时,求该球队某场比赛获胜的概率.
解:设事件A1表示“甲担任前锋”,事件A2表示“甲担任中锋”,事件A3表示“甲担任后卫”,事件B表示“某场比赛中该球队获胜”,则
P(A1)==0.2,P(A2)==0.3,P(A3)==0.5,P(B|A1)==0.7,P(B|A2)==0.7,P(B|A3)==0.8,
由全概率公式可得,P(B)=P(A1)P(B|A1)+P(A2)P(B|A2)+P(A3)P(B|A3)=0.2×0.7+0.3×0.7+0.5×0.8=0.75.
所以甲参加比赛时,该球队某场比赛获胜的概率是0.75.
题型三 贝叶斯公式的应用
例4 设某公路上经过的货车与客车数量之比为2∶1,货车中途停车修理的概率为0.02,客车中途停车修理的概率为0.01,今有一辆汽车中途停车修理,求该汽车是货车的概率.
[解] 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,由贝叶斯公式有
P(A1|B)=
==0.8.
【感悟提升】 应用贝叶斯公式求概率的步骤
(1)根据题目的提问,事件B是由多个原因引起,这多个原因为A1,A2,…,An,且A1,A2,…,An是样本空间Ω的一个划分;
(2)利用全概率公式求出P(B);
(3)代入贝叶斯公式得概率.
【跟踪训练】
4.设某批产品中,甲、乙、丙三厂生产的产品分别占45%,35%,20%,各厂的产品的次品率分别为4%,2%,5%,现从中任取一件.
(1)求取到的是次品的概率;
(2)经检验发现取到的产品为次品,求该产品是甲厂生产的概率.
解:记事件A1为“该产品是甲厂生产的”,事件A2为“该产品是乙厂生产的”,事件A3为“该产品是丙厂生产的”,事件B为“该产品是次品”.则A1∪A2∪A3=Ω,且A1,A2,A3两两互斥,由题设,知P(A1)=45%,P(A2)=35%,P(A3)=20%,P(B|A1)=4%,P(B|A2)=2%,P(B|A3)=5%.
(1)由全概率公式得P(B)=P(Ai)P(B|Ai)=3.5%.
(2)由贝叶斯公式(或条件概率定义),得P(A1|B)===.
1.设A,B是任意两个随机事件,且A⊆B,P(B)>0,则下列各式中正确的是( )
A.P(A)<P(A|B)
B.P(A)≤P(A|B)
C.P(A)>P(A|B)
D.P(A)≥P(A|B)
答案:B
解析:因为A⊆B,所以A∩B=A,所以P(A|B)==,所以P(A)=P(B)P(A|B).又0<P(B)≤1,所以P(A)≤P(A|B).故选B.
2.学校食堂分设有一、二餐厅,学生小吴第一天随机选择了某餐厅就餐,根据统计:第一天选择一餐厅就餐,第二天还选择一餐厅就餐的概率为0.6,第一天选择二餐厅就餐,第二天选择一餐厅就餐的概率为0.7,那么学生小吴第二天选择一餐厅就餐的概率为( )
A.0.18 B.0.28
C.0.42 D.0.65
答案:D
解析:设事件A1为“第一天选择一餐厅就餐”,事件B为“第一天选择二餐厅就餐”,事件A2为“第二天选择一餐厅就餐”,则P(A1)=P(B)=0.5,P(A2|A1)=0.6,P(A2|B)=0.7,由全概率公式可知P(A2)=P(A1)P(A2|A1)+P(B)P(A2|B)=0.5×0.6+0.5×0.7=0.65.
3.(多选)公司销售10台洗衣机,其中有3台次品.现已售出1台洗衣机,若记事件A为“售出的1台洗衣机为次品”,事件为“售出的1台洗衣机为正品”,事件B为“从余下的9台洗衣机中取出2台均为正品”,则下列结论正确的是( )
A.P(A)= B.P(B|A)=
C.P(B|)= D.P(A|B)=
答案:AD
解析:由题意可得P(A)=,P()=,P(B|A)==,P(B|)==,由贝叶斯公式有P(A|B)===.故选AD.
4.一批产品中有4%的次品,而合格品中一等品占45%,从这批产品中任取一件,则该产品是一等品的概率为________.
答案:43.2%
解析:设事件A表示“取到的产品是一等品”,事件B表示“取到的产品是合格品”,则P(A|B)=45%,P()=4%,∴P(B)=1-P()=96%,∴P(A)=P(AB)=P(B)P(A|B)=96%×45%=43.2%.
5.若某地区流行一种疾病,现有一种试剂可以检测被检者是否患病,已知该试剂的准确率为99%,即在被检者患病的前提下用该试剂检测,有99%的可能呈现阳性,该试剂的误报率为5%,即在被检者未患病的情况下用该试剂检测,有5%的可能会误报阳性.现随机抽取该地区的一个被检者,用该试剂来检测,结果呈现阳性的概率为0.0688,则该地区该疾病的患病率为________.
答案:0.02
解析:设该地区该疾病的患病率为x,“用该试剂检测呈现阳性”为事件B,“被检者患病”为事件A,“被检者未患病”为事件,所以P(B|A)=0.99,P(A)=x,P(B|)=0.05,P()=1-x,故P(B)=0.99x+0.05×(1-x)=0.0688,解得x=0.02.故该地区该疾病的患病率为0.02.
课后课时精练
基础题(占比60%) 中档题(占比30%) 拔高题(占比10%)
题号
1
2
3
4
5
6
7
难度
★
★
★
★
★★
★
★
对点
条件概率公式、乘法公式的理解认识
利用全概率公式求概率
利用全概率公式求实际问题的概率
多个事件的全概率公式的应用
条件概率、全概率公式的应用
利用乘法公式求概率
利用全概率公式求实际问题的概率
题号
8
9
10
11
12
13
14
难度
★★
★
★
★★
★★
★★★
★★★
对点
利用贝叶斯公式求概率
乘法公式、对立事件的概率、互斥事件的概率
多个事件的全概率公式、贝叶斯公式求概率
利用全概率公式求概率
利用贝叶斯公式求概率
全概率公式、贝叶斯公式在实际问题中的应用
全概率公式、贝叶斯公式在实际问题中的应用
一、选择题
1.下列式子成立的是( )
A.P(A|B)=P(B|A)
B.0<P(B|A)<1
C.P(AB)=P(A)P(B|A)
D.P((AB)|B)=P(B|A)
答案:C
解析:显然A错误;0≤P(B|A)≤1,B错误;由P(B|A)=,得P(AB)=P(A)P(B|A),C正确;P((AB)|B)==P(A|B),D错误.故选C.
2.已知P(B|A)=0.3,P(A)=0.4,P(B|)=0.2,则P(B)=( )
A.0.28 B.0.12
C.0.24 D.0.36
答案:C
解析:由P(A)=0.4,得P()=0.6,故P(B)=P(A)P(B|A)+P()P(B|)=0.4×0.3+0.6×0.2=0.24.故选C.
3.已知某地区5%的男人和0.25%的女人患色盲,假如男人、女人各占一半,现随机选一人,则此人恰好患色盲的概率是( )
A.0.01245 B.0.05786
C.0.02625 D.0.02865
答案:C
解析:用事件A,B分别表示随机选一人是男人、女人,用事件C表示此人恰好患色盲,则P(C)=P(A)P(C|A)+P(B)P(C|B)=×5%+×0.25%=0.02625.
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( )
A. B.
C. D.
答案:D
解析:设事件A为“先取到的是女生报名表”,事件Bi为“取到第i个地区的报名表”,i=1,2,3,所以P(A)=P(Bi)P(A|Bi)=×+×+×=.
5.(多选)在一个抽奖游戏中,主持人从编号为1,2,3,4的四个外观相同的空箱子中随机选择一个,放入一件奖品,再将四个箱子关闭,也就是主持人知道奖品在哪个箱子里,当抽奖人选择了某个箱子后,在箱子打开之前,主持人先随机打开了另一个没有奖品的箱子,并问抽奖人是否愿意更改选择以便增加中奖概率,现在已知甲选择了1号箱,在箱子打开之前,主持人先打开了3号箱.用Ai表示i号箱有奖品(i=1,2,3,4),用Bj表示主持人打开j号箱子(j=2,3,4),下列结论正确的是( )
A.P(A1)=
B.P(B3|A2)=
C.要使获奖概率更大,甲应该坚持选择1号箱
D.要使获奖概率更大,甲应该改选2号或者4号箱
答案:ABD
解析:对于A,因为主持人从编号为1,2,3,4的四个外观相同的空箱子中随机选择一个,放入一件奖品,所以A1,A2,A3,A4发生的概率均为,故A正确;对于B,奖品在2号箱里,主持人只能打开3,4号箱,故P(B3|A2)=,故B正确;对于C,D,奖品在1号箱里,主持人可打开2,3,4号箱,故P(B3|A1)=,奖品在2号箱里,主持人只能打开3,4号箱,故P(B3|A2)=,奖品在3号箱里,主持人打开3号箱的概率为0,故P(B3|A3)=0,奖品在4号箱里,主持人只能打开2,3号箱,故P(B3|A4)=,由全概率公式,得P(B3)=P(Ai)P(B3|Ai)=×=,P(A1|B3)===,P(A2|B3)===>,P(A4|B3)====P(A2|B3)>,所以要使获奖概率更大,甲应该改选2号或者4号箱,故C错误,D正确.故选ABD.
二、填空题
6.在市场上供应的节能灯泡中,甲厂产品占70%,乙厂产品占30%,甲厂产品的合格率是95%,乙厂产品的合格率是80%,则从市场上买到一个甲厂的合格节能灯泡的概率是________.
答案:0.665
解析:记事件A为“甲厂产品”,事件B为“合格产品”,则P(A)=0.7,P(B|A)=0.95,所以P(AB)=P(A)P(B|A)=0.7×0.95=0.665.
7.已知甲袋中有6只红球,4只白球;乙袋中有8只红球,6只白球.若随机取一只袋,再从该袋中随机取一球,该球是红球的概率为________.
答案:
解析:记B={该球是红球},A1={取自甲袋},A2={取自乙袋}.已知P(B|A1)==,P(B|A2)==,所以P(B)=P(A1)P(B|A1)+P(A2)P(B|A2)=×+×=.
8.某试卷中1道选择题有6个答案,其中只有一个是正确的.考生不知道正确答案的概率为,不知道正确答案而猜对的概率为.现已知某考生答对了,则他猜对此题的概率为________.
答案:
解析:设事件A为“不知道答案”,事件B为“答对题目”.则P(A)=,P(B|A)=,P(B|)=1.所以所求概率为P(A|B)===
=.
三、解答题
9.假设在空战中,若甲机先向乙机开火,击落乙机的概率为0.2,若乙机未被击落,进行还击击落甲机的概率为0.3,若甲机亦未被击落,再次进行进攻,击落乙机的概率是0.4.
(1)计算这三个回合中,甲机被击落的概率;
(2)计算这三个回合中,乙机被击落的概率.
解:设“第一个回合中乙机被击落”为事件A,“第二个回合中甲机被击落”为事件B,“第三个回合中乙机被击落”为事件C,则P(A)=0.2,P(B|)=0.3,P(C|)=0.4,
(1)“甲机被击落”为事件B,
则P(B)=P()P(B|)=(1-0.2)×0.3=0.24.
(2)“乙机被击落”为事件A∪C,
则P(A∪C)=P(A)+P(C)=P(A)+P()P(|)P(C|),
而P(|)=1-P(B|)=1-0.3=0.7,
所以P(A∪C)=0.2+(1-0.2)×0.7×0.4=0.424.
10.某家公司有三台机器A1,A2,A3生产同一种产品,生产量分别占总产量的,,,且其中的不良品数分别占其生产量的2%,1.2%,1%,任取公司的一件产品,
(1)求此产品为不良品的概率;
(2)若已知此产品为不良品,求此产品由A1生产的概率.
解:记事件A′1为“该产品是A1生产的”,事件A′2为“该产品是A2生产的”,事件A′3为“该产品是A3生产的”,事件B为“该产品为不良品”,则
(1)P(B)=P(A′1)P(B|A′1)+P(A′2)P(B|A′2)+P(A′3)P(B|A′3)=×2%+×1.2%+×1%=.
(2)若此产品为不良品,则此产品由A1生产的概率为P(A′1|B)====.
11.在孟德尔豌豆试验中,子二代的基因型为DD,Dd,dd(其中D为显性基因,d为隐性基因,生物学中将Dd和dD统一记为Dd),且这三种基因型的比为1∶2∶1.如果在子二代中任意选取2株豌豆进行杂交试验,那么子三代中基因型为DD的概率是( )
A. B.
C. D.
答案:D
解析:记事件B为“子三代中基因型为DD”,事件A1为“选择的基因型为Dd,Dd”,事件A2为“选择的基因型为DD,DD”,事件A3为“选择的基因型为DD,Dd”,则P(A1)=×=,P(A2)=×=,P(A3)=2××=.在子二代中任意选取2株豌豆作为父本、母本杂交,分以下三种情况讨论:①若选择的基因型为Dd,Dd,则子三代中基因型为DD的概率为P(B|A1)=;②若选择的基因型为DD,DD,则子三代中基因型为DD的概率为P(B|A2)=1;③若选择的基因型为DD,Dd,则子三代中基因型为DD的概率为P(B|A3)=.综上所述,P(B)=P(A1)·P(B|A1)+P(A2)P(B|A2)+P(A3)P(B|A3)=×+×1+×=.因此子三代中基因型为DD的概率是.故选D.
12.袋中装有m枚正品硬币,n枚次品硬币(次品硬币的两面均为数字),在袋中任取一枚,将它投掷r次,已知每次都得到数字,则这枚硬币是正品的概率为________.
答案:
解析:记事件T为“将硬币投掷r次每次都出现数字”,事件A为“所取到的硬币是正品”,由题设得P(A)=,P()=,P(T|A)=,P(T|)=1.由贝叶斯公式可得P(A|T)====.
13.设5支枪中有2支未经试射校正,3支已校正.一射击手用校正过的枪射击,中靶率为0.9,用未校正过的枪射击,中靶率为0.4.
(1)该射击手任取1支枪射击,中靶的概率是多少?
(2)若任取1支枪射击,结果未中靶,求该枪未校正的概率.
解:设事件A表示“枪已校正”,事件B表示“射击中靶”.
则P(A)=,P()=,P(B|A)=0.9,
P(|A)=0.1,P(B|)=0.4,P(|)=0.6.
(1)P(B)=P(A)P(B|A)+P()P(B|)=×0.9+×0.4=0.7.
(2)P(|)=
==0.8.
14.同一种产品由甲、乙、丙三家工厂供应.由长期的经验知,三家工厂的正品率分别为0.95,0.90,0.80,三家工厂产品数所占比例为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;
(2)现取到一件产品为正品,问它是由甲、乙、丙三家工厂中哪家工厂生产的可能性最大?(精确到0.01)
解:设事件A表示“取到的产品为正品”,事件B1,B2,B3分别表示“产品由甲、乙、丙厂生产”.
由已知,得
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.
(1)由全概率公式,得P(A)=P(Bi)P(A|Bi)=0.2×0.95+0.3×0.9+0.5×0.8=0.86.
(2)由贝叶斯公式,得
P(B1|A)==≈0.22,
P(B2|A)==≈0.31,
P(B3|A)==≈0.47.
由以上3个数作比较,可知这件产品由丙工厂生产的可能性最大.
14
学科网(北京)股份有限公司
$
相关资源
示范课
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。