7.1.2 全概率公式(教用Word)-【优学精讲】2025-2026学年高中数学选择性必修第三册(人教A版)
7.1.2 全概率公式
课标要求
1.结合古典概型,理解全概率公式,并会利用全概率公式计算概率(数学抽象、数学运算).
2.了解贝叶斯公式,并会简单应用(数学抽象、数学运算).
情境导入
学校的“我为祖国献计献策”演讲比赛共有20名同学参加,学校决定让参赛选手通过抽签决定出场顺序.不过,张明对抽签的公平性提出了质疑,他的理由是,如果第一个人抽的出场顺序是1号,那么其他人就抽不到1号了,所以每个人抽到1号的概率不一样.张明的想法正确吗?特别地,第一个抽签的人抽到1号的概率与第二个抽签的人抽到1号的概率是否相等?为什么?抽签的公平性如果仅仅从直观上来理解的话,可能并不容易说清楚,但这可利用本节我们要学习的全概率公式来解释.
知识点一|全概率公式
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)
=×
+
×
=
.
【知识梳理】
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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P(B)= P(Ai)P(B|Ai) .称为全概率公式.
提醒:全概率公式实质上是条件概率性质的推广形式:P(B)=P(A1B)+P(A2B)+…+P(AnB)=P(A1)P(B|A1)+P(A2)P(B|A2)+…+P(An)·P(B|An).
【例1】 (链接教材P50例4)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.
解:如果用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表示是女生的事件,则Ω=A1∪A2,且A1,A2互斥,B⊆Ω,
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)=×
+
×
=
.
【规律方法】
两个事件的全概率问题求解策略
(1)拆分:将样本空间拆分成对立的两部分如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).
训练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;
解: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,
(1)由题意,得P(A)==
,P(B)=
=
,
P(C|A)=0.06,P(C|B)=0.05,
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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.
解:(2)P(A)==
,P(B)=
=
,
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)=×
+
×
=
.
知识点二|多个事件的全概率问题
【例2】 (链接教材P50例5)在A,B,C三个地区暴发了流感,这三个地区分别有6%,5%,4%的人患了流感,假设这三个地区的人口数的比为3∶5∶2,现从这三个地区中任意选取一个人.
(1)求这个人患流感的概率;
解:(1)设此人来自A,B,C三个地区分别为事件A,B,C,事件D为这个人患流感,
所以P(A)=0.3,P(B)=0.5,P(C)=0.2,
P(D|A)=0.06,P(D|B)=0.05,P(D|C)=0.04,
因此P(D)=P(A)P(D|A)+P(B)P(D|B)+P(C)P(D|C)
=0.3×0.06+0.5×0.05+0.2×0.04=0.051.
(2)如果此人患流感,求此人来自A地区的概率.
解:(2)P(A|D)==
=
=
.
变式 如果此人绝对不是来自地区C,求此人患流感的概率.
解:因为此人绝对不是来自地区C,所以此人来自地区A,B,所以P(A)=,P(B)=
,
P(D|A)=0.06,P(D|B)=0.05,
P(D)=P(A)P(D|A)+P(B)P(D|B)=×0.06+
×0.05=
.
【规律方法】
“化整为零”求多个事件的全概率问题
(1)如图,P(B)=P(Ai)P(B|Ai);
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