内容正文:
7.1.2 全概率公式 [教学方式:深化学习课——梯度进阶式教学]
[课时目标]
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,并会利用贝叶斯公式计算概率.
1.全概率公式
(1)定义: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).
(2)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).
2.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.
|微|点|助|解|
条件概率、全概率公式、贝叶斯公式之间的关系
条件概率P(B|A)=乘法公式P(AB)=P(A)P(B|A)
全概率公式
P(B)=P(Ai)P(B|Ai)
贝叶斯公式
基础落实训练
1.判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)全概率公式为概率论中的重要公式,它将对一个复杂事件A的概率求解问题,转化为在不同情况下发生的简单事件的概率的求和问题. ( )
(2)所研究的事件试验前提或前一步骤有多种可能,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. ( )
(3)全概率公式用于求复杂事件的概率,是求最后结果的概率. ( )
(4)全概率公式中样本空间Ω中的事件Ai需满足的条件为Ai=Ω. ( )
(5)若P(A)>0,P()>0,则P(B)=P(A)P(B|A)+P()P(B|). ( )
答案:(1)√ (2)√ (3)√ (4)× (5)√
2.已知某手机专卖店只售卖甲、乙两种品牌的智能手机,其占有率和优质率的信息如表所示.
品牌
甲
乙
占有率
60%
40%
优质率
95%
90%
从该专卖店中随机购买一部智能手机,则买到的是优质品的概率是 ( )
A.93% B.94%
C.95% D.96%
解析:选A 买到的是优质品的概率是0.6×0.95+0.4×0.9=0.93=93%.
3.一电器商店出售两家工厂生产的平板电脑,甲厂的平板电脑占70%,乙厂的平板电脑占30%.甲厂平板电脑的合格率为95%,乙厂平板电脑的合格率为80%,则该商店所售平板电脑的合格率为 .
解析:设事件A=“合格平板电脑”,事件B=“甲厂平板电脑”,事件C=“乙厂平板电脑”,则P(B)=70%=0.7,P(A|B)=95%=0.95,P(C)=30%=0.3,P(A|C)=80%=0.8,P(A)=P(B)P(A|B)+P(C)P(A|C)=0.7×0.95+0.3×0.8=0.905.故该商店所售平板电脑的合格率为90.5%.
答案:90.5%
题型(一) 全概率公式
[例1] 长假期间,某人从甲地到乙地驾车出行.已知共有3条路可选,第一条路堵车的概率为,第二条路堵车的概率为,第三条路堵车的概率为.求从甲地到乙地堵车的概率.
解:设事件Bi(i=1,2,3)表示“走第i条路”,事件A表示“堵车”.
则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)=×+×+×=.
所以从甲地到乙地堵车的概率为.
|思|维|建|模|
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).
[针对训练]
1.已知A,B为两个随机事件,0<P(B)<1,若P(B)=0.4,P(B|A)=0.7,P(B|)=0.3,则P(A)= ( )
A. B.
C. D.
解析:选D 由题意可得P(B)=P(A)P(B|A)+P()P(B|)=0.7P(A)+0.3P()=0.7P(A)+0.3[1-P(A)],即0.4=0.4P(A)+0.3,解得P(A)=.
2.某批麦种中,一等麦种占80%,二等麦种占20%,等麦种种植后所结麦穗含有50粒以上麦粒的概率分别为0.6,0.2,则这批麦种种植后所结麦穗含有50粒以上麦粒的概率为 ( )
A.0.48 B.0.52
C.0.56 D.0.65
解析:选B 设“种植一等麦种和二等麦种”的事件分别为A1,A2,“所结麦穗含有50粒以上麦粒”为事件B,依题意,得P(A1)=0.8,P(A2)=0.2,P(B|A1)=0.6,P(B|A2)=0.2,由全概率公式,得P(B)=P(A1)P(B|A1)+P(A2)P(B|A2)=0.8×0.6+0.2×0.2=0.52.故选B.
题型(二) 全概率公式的实际应用
[例2] 为了考查学生对高中数学知识的掌握程度,准备了甲、乙两个不透明纸箱.其中,甲箱中有2道概念叙述题,2道计算题;乙箱中有2道概念叙述题,3道计算题(所有题目均不相同).现有A,B两个同学来抽题回答,每个同学在甲或乙两个纸箱中逐个随机抽取两道题作答.每个同学先抽取1道题作答,答完题目后不放回,再抽取一道题作答(不在题目上作答).两道题答题结束后,再将这两道题目放回原纸箱.
(1)如果A同学从甲箱中抽取两道题,求第二题抽到的是概念叙述题的概率;
(2)如果A同学从甲箱中抽取两道题,解答完后,误把题目放到了乙箱中.B同学接着抽取题目回答,若他从乙箱中抽取两道题目,求第一个题目抽取概念叙述题的概率.
解:(1)设Ai表示“第i次从甲箱中抽到概念叙述题”,i=1,2,则P(A1)=,P(A2|A1)=,P(A2|)=,所以第二题抽到的是概念叙述题的概率
P(A2)=P(A1)P(A2|A1)+P()P(A2|)=×+×=.
(2)设事件B1表示“A同学从甲箱中取出的两道题都是概念叙述题”,事件B2表示“A同学从甲箱中取出的两道题都是计算题”,事件B3表示“A同学从甲箱中取出1道概念叙述题、1道计算题”,事件C表示“B同学从乙箱中抽取两道题目,第一个题目抽取概念叙述题”,
则P(B1)==,P(B2)==,
P(B3)===,P(C|B1)==,
P(C|B2)==,
P(C|B3)==,
所以P(C)=P(B1)P(C|B1)+P(B2)P(C|B2)+P(B3)P(C|B3)=×+×+×=.
|思|维|建|模|
当直接求事件A发生的概率不易求出时,可以采用化整为零的方式,即把事件A分解,然后借助全概率公式间接求出事件A发生的概率.
[针对训练]
3.设甲袋中有4个白球和4个红球,乙袋中有1个白球和2个红球(每个球除颜色以外均相同).
(1)从甲袋中取4个球,求这4个球中恰好有3个红球的概率;
(2)先从乙袋中取2个球放入甲袋,再从甲袋中取2个球,求从甲袋中取出的是2个红球的概率.
解:(1)依题意知,从甲袋8个球中取4个球有种取法,其中4个球中恰好有3个红球,
即恰好有3个红球、1个白球,有种取法,
所以4个球中恰好有3个红球的概率P==.
(2)记A1为“从乙袋中取出1个红球、1个白球”,A2为“从乙袋中取出2个红球”,B为“从甲袋中取出2个红球”,
则P(A1)==,P(A2)==,
P(B|A1)==,P(B|A2)==,
所以P(B)=P(A1)P(B|A1)+P(A2)P(B|A2)=×+×=.
题型(三) 贝叶斯公式*
[例3] 玻璃杯整箱出售,共3箱,每箱20只.假设各箱含有0,1,2只残次品的概率对应为0.8,0.1和0.1.一顾客欲购买一箱玻璃杯,在购买时,售货员随意取一箱,而顾客随机查看4只玻璃杯,若无残次品,则买下该箱玻璃杯;否则不买.设事件A表示“顾客买下所查看的一箱玻璃杯”,事件Bi表示“箱中恰好有i(i=0,1,2)只残次品”,求:
(1)顾客买下所查看的一箱玻璃杯的概率P(A);
(2)在顾客买下的一箱中,没有残次品的概率P(B0|A).
解:(1)由题设可知,P(B0)=0.8,P(B1)=0.1,P(B2)=0.1,且P(A|B0)=1,P(A|B1)==,P(A|B2)==,所以P(A)=P(B0)P(A|B0)+P(B1)P(A|B1)+P(B2)P(A|B2)=0.8×1+0.1×+0.1×=.
即顾客买下所查看的一箱玻璃杯的概率为.
(2)因为P(B0|A)===,
所以在顾客买下的一箱中,没有残次品的概率是.
|思|维|建|模|
若随机试验可以看成分两个阶段进行,且第一阶段的各试验具体结果怎样未知,那么:(1)如果要求的是第二阶段某一个结果发生的概率,则用全概率公式;(2)如果第二个阶段的某一个结果是已知的,要求的是此结果为第一阶段某一个结果所引起的概率,一般用贝叶斯公式,要熟记这个特征.
[针对训练]
4.某一地区患有癌症的人占0.005,患者对一种试验反应是阳性的概率为0.95,正常人对这种试验反应是阳性的概率为0.04.现抽查了一个人,试验反应是阳性,则此人是癌症患者的概率有多大?
解:设“抽查的人患有癌症”为事件C,“试验反应为阳性”为事件A,则“抽查的人不患癌症”为事件,
已知P(C)=0.005,P()=0.995,
P(A|C)=0.95,P(A|)=0.04,
由贝叶斯公式得P(C|A)=
=≈0.106 6.
所以此人是癌症患者的概率约为0.106 6.
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