内容正文:
专题10 条件概率、全概率公式、贝叶斯公式
目录
典例讲解
类型一、条件概率
类型二、乘法公式
类型三、条件概率性质的应用
类型四、全概率公式及其应用
类型五、贝叶斯公式及其应用
类型六、全概率公式与递推数列
压轴专练
类型一、条件概率
处理方式:
方法一:利用定义计算条件概率的步骤:(1)分别计算概率和.
(2)将它们相除得到条件概率,这个公式适用于一般情形,其中AB表示A,B同时发生.
方法二:利用缩小样本空间法求条件概率的方法(1)缩:将原来的基本事件全体Ω缩小为事件A,原来的事件B缩小为AB;(2)数:数出A中事件AB所包含的基本事件;(3)算:利用求得结果
【例1】某次测试共设置两道必答题,考生至少答对其中一道题即可通过测试.已知考生甲答对每一题的概率均为,在甲通过测试的条件下,其只答对一道题的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】设考生甲答对第一道题和答对第二道题分别为事件,只答对一道题为事件,甲通过测试为事件,
则 ,
,
则在甲通过测试的条件下,其只答对一道题的概率为.
【例2】一个家庭有两个孩子,生肖均为十二生肖之一(等可能).已知其中一个孩子属马,则另一个孩子也属马的概率为________.
【答案】
【详解】两个孩子的生肖组合有种,
记事件A“其中一个孩子属马”,事件B“两个孩子都属马”,
则,,
所以.
【变式1-1】已知甲盒中有5个白球、5个黑球,乙盒中有1个黑球,所有球除颜色外均相同,每次从甲盒中随机取出2个球放入乙盒中,当两个盒子中黑球个数相等或甲盒中的球全部取出时停止取球.已知第2次取出的球放入乙盒后停止取球,则第1次取出的是2个白球的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】记第2次取出的球放入乙盒后停止取球为事件,第1次取2白球为事件.
则,
,
所以.
故第2次取出的球放入乙盒后停止取球,则第1次取出的是2个白球的概率为.
【变式1-2】已知集合,集合,且,.记事件“函数是幂函数”,事件“函数在上单调递增”,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】设样本空间为,则,
对于事件“函数是幂函数”,可知,
则,可得,
对于事件“幂函数在上单调递增”,则,
则,可得,
所以.
【变式1-3】某校组织趣味知识竞赛,共有3道题目,甲、乙同时依次作答,3道试题作答完毕后比赛结束.规定:对同一道题目,若两人同时答对或答错,每人得0分;若一人答对另一人答错,答对的得10分,答错的得-10分,比赛结束累加得分为正数者获胜,两人分别独立答题互不影响,每人每次的答题结果也互不影响.设甲、乙两名选手正确回答每道题的概率分别为,.
(1)甲、乙同时回答1道题时,分别求乙得10分、0分和分的概率;
(2)求比赛结束后乙获胜的概率;
(3)求在乙获胜的条件下,乙恰好得10分的概率.
【答案】(1); ; ;
(2)
(3)
【分析】
【详解】(1)记回答1道题时,乙的得分为,
则,
,
,
即乙得 10 分、0 分、分的概率分别为,, .
(2)根据条件,比赛结束后乙获胜时,乙的总得分可能为30分,20分,10分,对应的事件分别记为,,,乙获胜记为事件,则
因此.
由条件得:
类型二、乘法公式
处理方式:乘法公式:对任意两个事件A与B,若,则
【例3】已知某种疾病的患病率为,在患该种疾病的条件下血检呈阳性的概率为,则患该种疾病且血检呈阳性的概率为_____.
【答案】
【详解】设患该种疾病为事件,血检呈阳性为事件,依据题意得,,根据条件概率,
得.
故答案为:
【例4】某游戏玩家玩一款游戏,第一关通过的概率为0.6,在第一关通过的条件下,第二关通过的概率为0.4,则该玩家连续通过两关的概率为( )
A.0.24 B.0.36 C.0.8 D.0.16
【答案】A
【详解】设第一关通过为A,第二次通过为B,
则,,
所以.
故选:.
【变式2-1】质监部门对某种建筑构件的抗压能力进行检测,对此建筑构件实施两次打击,若没有受损,则认为该构件通过质检.若第一次打击后该构件没有受损的概率为0.85,当第一次没有受损时第二次实施打击也没有受损的概率为0.80,则该构件通过质检的概率为 _________ .
【答案】0.68
【详解】设事件表示对此建筑构件第一次打击后没有受损,事件表示对此建筑构件第二次打击后没有受损,
则表示对此建筑构件实施两次打击且没有受损,
由题可知:,,故.
故答案为:.
【变式2-2】设随机试验每次成功的概率为p,现进行3次独立重复试验.在至少成功1次的条件下,3次试验全部成功的概率为,则____________.
【答案】
【详解】在至少成功1次的条件下,3次试验全部成功的概率为,
则,解得或(舍去).
故答案为:
【变式2-3】袋子中有若干除颜色外完全相同的黑球和白球,在第一次摸到白球的条件下,第二次摸到黑球的概率为,第一次摸到白球且第二次摸到黑球的概率为,则第一次摸到白球的概率为__________.
【答案】
【详解】设事件为第一次摸到白球,事件为第二次摸到黑球,
则,
故.
故答案为:
类型三、条件概率性质的应用
处理方式:条件概率的性质:设,则(1);
(2)如果和是两个互斥事件,则;
(3)设和互为对立事件,则
【例5】已知,,,则______.
【答案】/
【详解】因为,所以,
因为,所以,
因为,所以,
所以.
故答案为:.
【例6】设,是一个随机试验中的两个事件,且,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】因为,即,解得,
又因为,即,解得,
且,可得,所以.
故选:A
【变式3-1】已知随机事件,,若,,,则_________.
【答案】
【详解】由题意可得,,且,则,
又因为,则,
且,所以.
故答案为:.
【变式3-2】(多选)设,是一个随机试验中的两个事件,且,,,则下列结论中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AB
【详解】因为,,所以,.
因为与为互斥事件,所以,
所以
,
所以,
故,故A正确;
,故B正确;
,故C错误;
,,
所以,故D错误.
故选:AB.
【变式3-3】已知随机事件满足,,.
(1)求;
(2)求;
(3)证明.
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析
【分析】
【详解】(1)因为,,,所以,,.
(2)因为,所以,
所以.
(3)因为,所以,
所以,,
所以,,
所以.
类型四、全概率公式及其应用
处理方式:某一事件的发生可能有各种的原因,如果是由原因所引起,则发生的概率是,每一原因都可能导致发生,故A发生的概率是各原因引起发生概率的总和
【例7】已知某足球队共有13名球员,其中主力球员11名,替补球员2名.假设主力球员定点射门的命中率为0.8,替补球员定点射门的命中率为0.6.现从该球队随机抽取1名球员进行定点射门,连续射门2次,则恰好命中1次的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】记“恰好命中1次”为事件,记“抽取的球员为主力球员”为事件.
由题意得,.
,,
则.
【例8】采购员要购买某种电器元件一包(12个).他的采购方法是:从一包中随机抽查4个,如这4个元件都是好的,他才买下这一包.假定含有6个次品的包数占20%,而其余包中各含2个次品,则采购员随机挑选一包拒绝购买的概率是______.
【答案】
【详解】设事件为“包含6个次品”,为“包含2个次品”,为“采购员拒绝购买”,
则,
则,,
故
故采购员随机挑选一包拒绝购买的概率是.
【变式4-1】若甲盒中有3个白球,2个红球,1个黑球,乙盒中有个白球个红球,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,若事件“从甲盒中取出的球和从乙盒取出的球颜色相同”的概率不小于,则的最小值为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】B
【详解】设从甲盒中取出白球、红球、黑球的事件分别为,
从甲盒中取出的球与乙盒中取出的球的颜色相同为事件,
则,,,
所以,根据全概率公式得:
,
所以,整理得:,解得,
所以满足题意的的最小值为.
【变式4-2】某超市有两个人工收银区和一个自助收银区,通过统计,顾客在区进行付款的概率分别为,在区付款时购买该超市提供的环保购物袋的概率分别为,若顾客从该超市购物且购买了环保购物袋的概率为,则实数__________.
【答案】
【详解】由题意可知顾客在区进行付款的概率分别为,
设顾客从该超市购买了环保购物袋为事件,
由题意可知 ,
则
,解得.
【变式4-3】现有个箱子,每个箱子均有个小球,第个箱子中有个白球,其余为黑球,在这个箱子中任取一个箱子,再从该箱子中依次选出3个小球,若第3次选出的小球恰为黑球的概率是,则_____.
【答案】9
【详解】记“选到第个箱子”为事件,
“从箱子中依次选出3个小球且第3个小球是黑球”为事件,则,
每个箱子均有个小球,第个箱子中有个白球和个黑球,
又因为从箱子中依次选出3个小球,每次选到黑球的概率相等,
所以第3次选出的小球恰为黑球和第1次选出的小球为黑球的概率都是,
由全概率公式,
,
解得.
故答案为:9.
类型五、贝叶斯公式及其应用
处理方式: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结果具体结果怎样未知,那么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,类似于求条件概率.
【例9】(多选)英国数学家贝叶斯在概率论研究方面成就显著,根据贝叶斯定理,随机事件存在如下关系:.张同学每天的运动计划包括两种主要方式:室内健身和户外运动.张同学第一天选择室内健身的概率为,选择户外运动的概率为.如果第一天选择室内健身,那么第二天继续选择室内健身的概率为;如果第一天选择户外运动,那么第二天选择室内健身的概率为.则张同学( )
A.第二天去室内健身的概率为
B.第二天去户外运动的概率为
C.若第二天去了室内健身,则第一天去户外运动的概率为
D.若第二天去了户外运动,则第一天去室内健身的概率为
【答案】ACD
【详解】设表示张同学第一天选择室内健身,表示张同学第二天选择室内健身,
表示张同学第一天选择户外运动,表示张同学第二天选择户外运动.
则,,,,
因为,所以,
因为,所以,
对于A,,故A正确;
对于B,因为,故B错误;
对于C,因为,故C正确;
对于D,因为,故D正确.
【例10】学校食堂每餐推出两种套餐,某同学每天中午都会在食堂提供的两种套餐中选择一种套餐,若他前1天选择了套餐,则第2天选择套餐的概率为;若他前1天选择了套餐,则第2天选择了套餐的概率为.已知他开学第1天中午选择套餐的概率为,在该同学第3天选择了套餐的条件下,他第2天选择套餐的概率为___________.
【答案】
【详解】设为第天选A套餐,为第天选B套餐,
则,
;
从而,
,
.
【变式5-1】学校举办“校园歌手大赛”,某参赛同学的参赛曲库中有5首歌,分别是:抒情歌1首,流行歌2首,摇滚歌2首.若他演唱这三类歌曲能晋级下一轮的概率分别为,,,他比赛时,随机从这5首歌里选择一首演唱,则他能晋级的概率为______;若他晋级了,则这名学生是演唱流行歌晋级的概率为______.
【答案】
【详解】设某参赛选手演唱抒情歌,流行歌,摇滚歌分别为事件,
该选手晋级为事件,
由条件可知,,,,,,,
所以;
所以他能晋级的概率为;
,
所以这名学生是演唱流行歌晋级的概率为.
【变式5-2】设某工厂有两个车间生产同型号家用电器,第1车间的次品率为0.2,第2车间的次品率为0.1,两个车间的成品都混合堆放在同一个仓库.假设第1,2车间生产电器的比为.
(1)一个客户从成品仓库随机提取一台产品,计算该产品为合格品的概率;
(2)若客户从成品仓库随机提取一台产品为合格品,求该产品是第1车间生产的概率.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)设“随机提取一台产品是合格品”为事件,“提取的一台产品是第车间的产品”为事件,“提取的一台产品是第车间的产品”为事件
根据题目可得,,,,
根据全概率公式,可得:.
(2)根据贝叶斯公式,可得: .
【变式5-3】某工厂有四条流水线生产同一种产品,该四条流水线的产量分别占总产量的15%、20%、30%、35%,又这四条流水线的不合格品率依次为0.05、0.04、0.03及0.02,现在从该厂产品中任取一件,问恰好抽到不合格品的概率为多少?该不合格品是由第四条流水线上生产的概率为多少?
【答案】,
【详解】设第条流水线生产的产品,;抽到不合格品,
则,
.
①.
②.
所以恰好抽到不合格品的概率为,该不合格品是由第四条流水线上生产的概率为.
类型六、全概率公式与递推数列
处理方式:通过全概率公式建立状态转移递推关系,将概率问题转化为数列模型,通常涉及马尔科夫链或一维随机游走模型,通过设定状态变量(如第n次处于某状态的概率),利用全概率公式推导相邻项的递推式,再通过构造等比数列或其他数列通项公式方法求解,核心是将概率的动态转移过程转化为数列的递推关系并解通项
【例11】每天锻炼一小时,幸福生活一辈子.小明每天都会在游泳和跑步中选择一个项目进行锻炼.如果当天选择游泳,则第二天选择游泳的概率为;如果当天选择跑步,则第二天选择游泳的概率为.已知小明第一天选择游泳,记小明第n天选择游泳的概率为.
(1)求,;
(2)求的表达式.
【答案】(1),;
(2).
【分析】
【详解】(1)设“第天选择游泳”,则“第天选择跑步”,
依题意,,,,
由全概率公式,得;
.
(2)由(1)得,,,,
由全概率公式,得,
则,而,
因此数列是以为首项,为公比的等比数列,,
所以的表达式为.
【例12】某学校食堂有两家餐厅,张同学第1天选择餐厅用餐的概率为.从第2天起,如果前一天选择餐厅用餐,那么次日选择餐厅用餐的概率为;如果前一天选择餐厅用餐,那么次日选择餐厅用餐的概率为.设他第天选择餐厅用餐的概率为.
(1)求的值及关于的表达式;
(2)证明数列是等比数列,并求出的通项公式.
【答案】(1),.
(2)证明见解析,.
【分析】
【详解】(1)设“第天去餐厅用餐”,“第天去餐厅用餐”,
则,且与互斥.根据题意得
,
,
,
,
即.
(2)
又因为,所以是以为首项,为公比的等比数列,
所以,
从而.
【变式6-1】马尔科夫链是概率统计中的一个重要模型,也是机器学习和人工智能的基石,为状态空间中经过从一个状态到另一个状态的转换的随机过程.该过程要求具备“无记忆”的性质:下一状态的概率分布只能由当前状态决定,在时间序列中它前面的事件均与之无关.甲乙两个口袋中各装有1个黑球和2个白球,现从甲、乙两口袋中各任取一个球交换放入另一口袋,重复进行n()次这样的操作,记甲口袋中黑球个数为,恰有1个黑球的概率为,则______.
【答案】
【详解】甲乙口袋均取到黑球,或均取到白球,所以,
当()时,
,
整理得,其中,
故是公比为的等比数列,所以,
故;
【变式6-2】已知正四面体顶点处有一质点,点每次会随机地沿一条棱向相邻的某个顶点移动,且向每个顶点移动的概率相同.从一个顶点沿一条棱移动到相邻顶点称为移动一次.若质点的初始位置位于顶点A处,记点移动n次后仍在底面上的概率为.
(1)求的值.
(2)求证:数列是等比数列,并求的表达式.
【答案】(1),
(2)证明见解析,
【分析】
【详解】(1)由题意,质点的初始位置为A,A不在底面上.
移动1次后,质点的位置.
从顶点A出发,有3条棱,分别通向,
这三个顶点都在底面上.故.
移动2次后,质点的位置.
第1次移动后,质点必在三点之一,且等可能性,概率均为;
若第1次到了B(概率):从B出发,有3条棱,分别通向.
其中在底面,A不在.所以从B出发,下一步仍在底面的概率为;
若第1次到了C或情况与B完全对称,下一步仍在底面的概率也为;
由全概率公式得.
(2)由题意知移动n次后,质点在底面上的概率为.则质点在顶点A的概率为.
若第n次后在底面(概率),且第次移动后仍留在底面.
从底面任意一点出发,有2条棱连向底面另两点,1条棱连向A,故留在底面的概率为;
若第n次后在顶点A(概率),且第次移动后到达底面.
从A出发,3条棱都连向底面,故到达底面的概率为1.
由全概率公式得,
令,即,
得.则,
所以数列是以为公比的等比数列,又.
所以,得.
【变式6-3】某答题挑战赛规则如下:比赛按轮依次进行,只有答完一轮才能进入下一轮,若连续两轮均答错,则挑战终止;每一轮系统随机地派出一道通识题或专识题,派出通识题的概率为,派出专识题的概率为.已知某选手答对通识题与专识题的概率分别为,且各轮答题正确与否相互独立.
(1)求该选手在一轮答题中答对题目的概率;
(2)记该选手在第轮答题结束时挑战依然未终止的概率为,
(i)求;
(ii)是否存在实数,使得数列为等比数列?若存在,求出的值,若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)(i);(ii)存在,或
【分析】
【详解】(1)设事件“一轮答题中系统派出通识题”,事件“该选手在一轮答题中答对”,
依题意,,,
因此,
所以该选手在一轮答题中答对题目的概率为.
(2)(i)设事件“该选手在第轮答对题目”,各轮答题正确与否相互独立,
由(1)知,,
当时,挑战显然不会终止,即,
当时,则第1、2轮至少答对一轮,,
由概率加法公式得
;
同理.
(ii)设事件“第轮答题结束时挑战未终止”,
当时,第轮答题结束时挑战未终止的情况有两种:
①第1轮答对,且第2轮到轮结束时挑战未终止;
②第1轮答错,且第2轮答对,第3轮到轮结束时挑战未终止,
因此第轮答题结束时挑战未终止的事件可表示为,
而各轮答题正确与否相互独立,
因此,
所以时,,
设存在实数,使得数列为等比数列,
当时,,整理得,
而,则,解得或,
当时,,
因此当时,数列是首项为,公比为的等比数列;
当时,数列是首项为,公比为的等比数列,
所以存在实数或,使得数列为等比数列.
1.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,只有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,用表示i号箱有奖品(,2,3,4),用表示主持人打开j号箱子(,3,4),下列结论正确的是( )
A.
B.
C.若,甲无论是否更改选择,他获奖的概率均为
D.若,要使获奖概率更大,甲应该改选2号或者4号箱中的任意一个
【答案】D
【详解】对选项A,因为四个箱子中奖品是等可能放置的,因此每个箱子有奖品的概率都相等,即,A错;
对选项B,表示2号箱子中有奖品,因此主持人不能打开2号箱,所以主持人只能从3号和4号箱子中选择一个打开,所以,B错;
对选项C,D,,说明主持人打开了3号箱,
奖品在1号箱子里,主持人可打开2,3,4号箱子,故,
奖品在2号箱子里,主持人只能打开3,4号箱子,故,
奖品在3号箱子里,主持人不可打开3号箱子,故,
奖品在4号箱子里,主持人可打开2,3号箱子,故,
由全概率公式得,
,
,
,
因此C错D正确.
2.学校食堂每餐推出两种套餐,某同学每天中午都会在食堂提供的两种套餐中选择一种套餐,若他前1天选择了套餐,则第2天选择套餐的概率为;若他前1天选择了套餐,则第2天选择了套餐的概率为.已知他开学第1天中午选择套餐的概率为,在该同学第3天选择了套餐的条件下,他第2天选择套餐的概率为( ).
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】设为第天选套餐,为第天选套餐,
则,
;
从而,
.
3.(多选)景区在春节期间推出两种游玩套餐,已知某游客第一次选择两种游玩套餐的概率分别为和,若该游客第一次选择套餐,则第二次选择套餐的概率为;若该游客第一次选择套餐,则第二次选择套餐的概率为,则下列说法正确的是( )
A.该游客第一次选择套餐,第二次也选择套餐的概率为
B.该游客第一次选择套餐的概率比第二次选择套餐的概率小
C.若该游客第二次选择套餐,则他第一次选择套餐的概率为
D.若该游客第二次选择套餐,则他第一次选择套餐的概率为
【答案】BCD
【详解】设该游客第一次选择套餐为事件,第二次选择套餐为事件,
则,,且,,
可得,.
对于选项A:该游客第一次选择套餐,第二次也选择套餐为事件,
其概率为,故A错误;
对于选项B:因为,
即,所以该游客第一次选择套餐的概率比第二次选择套餐的概率小,故B正确;
对于选项C:因为,
所以若该游客第二次选择套餐,则他第一次选择套餐的概率为,故C正确;
对于选项D:因为,则,
所以若该游客第二次选择套餐,则他第一次选择套餐的概率为,故D正确.
4.(多选)某电脑程序每次等概率随机输出中的一个数,和分别表示输出的前个数中的最大值和最小值.已知每次输出都是独立的,且可以重复输出同一个数.则下列命题正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【详解】选项A:表示第一个数的最大值,即该数本身;表示第一个数的最小值,也即该数本身;
所以,,A正确;
选项B:表示输出的前3个数的最大值为3,即需满足“输出的每个数,且至少有一个数为3”.
所有数均的概率:;所有数均的概率:.
所以,B正确;
选项C:表示输出的前3个数的最小值为3,即需满足“输出的每个数,且至少有一个数为3”.
所有数均的概率:;所有数均的概率:.
所以,C错误;
选项D:记为事件,即前4个数最大值为6,为事件,前4个数最小值为3.
则.
表示前4个数最大值为6且最小值为3,即所有数均在3到6之间(含3和6),
所以.
故,D正确.
故选:ABD.
5.(多选)若是一次随机试验中的两个事件,,,,则下列结论正确的有( )
A.A与B相互独立 B.
C. D.
【答案】ABD
【详解】由题设,,,,
由,且,
所以,则,解得,
对于A选项,因为,所以A与B相互独立,A对;
对于B选项,由,则,B对;
对于C选项,由,C错;
对于D选项,由,则,D对.
故选:ABD.
6.一个正十二面体,十二个面分别标以数字1到12,任意抛掷一次这个正十二面体,观察它与地面接触的面上的数字.事件,事件,若事件满足,则满足条件的事件的个数为__________.
【答案】108
【详解】由事件,事件,从而,
所以,即,
从而有,
又由,即,
从而有,
又由,即,
从而有,故
其中,,故,或.
当时,,,;
故中有且只有一个元素在中,中有且只有一个元素在中,
中另外两个元素为中两奇数或两偶数,满足条件的事件共有.
当时,,,;
故中有且只有两个元素在中,中有且只有两个元素在中,
中另外四个元素为中一个奇数三个偶数或三个奇数一个偶数,
满足条件的事件共有.
当时,,,;此时不满足,不合题意.
综上满足条件的事件的个数为个.
7.已知盒中装有大小相同的3个红球和3个黑球,盒中装有大小相同的3个红球,从盒中随机取一个球,若是红球,则放回盒;若是黑球,则从盒中取一红球与其替换,这样称为1次操作,重复以上操作,直到盒中6个球全是红球为止.记次重复操作后,盒中6个球恰好全是红球的概率为,则________.
【答案】
【详解】若4次重复操作后,盒中6个球全是红球,则1次抽到红球,3次抽到黑球,包含第一次、第二次和第三次抽到红球三种情况,
所以,
若5次重复操作后,盒中6个球全是红球,则2次抽到红球,3次抽到黑球,包含第一次和第二次、第一次和第三次、第一次和第四次、第二次和第三次、第二次和第四次、第三次和第四次抽到红球六种情况,
所以
,
所以.
【点睛】关键点睛:本题的解题关键在于将次重复操作后,盒中6个球全是红球转化为次抽到红球,3次抽到黑球,然后分情况计算概率即可.
8.某中学有两个班,其中甲班科技课外兴趣小组有6人(4男2女),乙班科技课外兴趣小组有6人(3男3女),学校准备从这两个班的科技课外兴趣小组中随机挑选2个学生参加全市科技竞赛.已知其中一个是男生的条件下,则另一个也是男生的概率_____________.
【答案】/0.375
【详解】已知甲班科技小组:4男2女,共6人;乙班科技小组:3男3女,共6人,
则总人数为,其中男生7人,女生5人;
设事件为“选出的2个学生都是男生”,事件为“选出的2个学生中至少1个是男生”,
已知其中一个是男生的条件下,则另一个也是男生的概率为:
事件发生的情况下事件发生的概率,即为,
是的子集,
,
,
.
故答案为:.
9.某单位举行了一次有奖竞猜活动,活动内容为主持人准备了4个形状、大小相同的小球,在其中一个里面放入获奖信息(主持人知道哪个小球里面有奖),由参与者首先进行抽取(不打开),之后主持人会从剩余的3个小球中随机打开一个未放入获奖信息的小球.已知一名参与者选择了1号小球,则在主持人打开2号小球的情况下,获奖信息在4号小球的概率为__________.
【答案】/0.375
【详解】用表示号小球内有获奖信息,用表示主持人打开号小球,
依题意,,
又,
则,
所以所求概率为.
10.已知随机事件互相独立,且满足,则__________.
【答案】
【详解】因为互相独立,所以.
又因为,
把代入可得:,
故.
由相互独立,得.
故答案为:
11.小明和小红进行某项比赛(比赛结果没有平局),小明每局获胜的概率均为,每局比赛胜者获得1个积分,负者获得0个积分,记小明和小红两人积分之差的绝对值为.规定时,比赛结束且总积分多者获胜.若,,则在不超过5局比赛结束的条件下,小明以获胜的概率为__________.
【答案】
【详解】若,,且在不超过5局比赛结束的条件下,有两种情况,
第一种小明或小红连胜3局,概率为.
第二种小明或小红以4:1获胜,.
其中小明以4:1获胜的概率为.
所以在不超过5局比赛结束的条件下,小明以4:1获胜的概率为
.
故答案为:.
12.镇海中学的体育馆同时具有羽毛球、乒乓球和篮球场馆,甲同学每天都会去体育馆锻炼,若甲当天选择羽毛球,则后一天选择羽毛球的概率为,选择乒乓球的概率为;若甲当天选择乒乓球,则后一天选择羽毛球的概率为,选择乒乓球的概率为;若甲当天选择篮球,则后一天等可能地选择其中一个项目.已知甲第一天等可能地选择一个场馆进行相应的体育锻炼.请完成下列计算:
(1)求甲第2天选择羽毛球的概率;
(2)已知甲第2天选择羽毛球的条件下甲第1天选择篮球的概率;
(3)求甲第天选择羽毛球的概率.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】
【详解】(1)设第1天选择羽毛球,乒乓球和篮球的事件分别为,
第二天选择羽毛球的事件为,
由题意,,
,
根据全概率公式得
;
(2)根据贝叶斯公式,所求概率为:;
(3)设甲第天选择羽毛球的概率为,甲第天选择乒乓球的概率为,
由题意无论前一天选择什么,后一天选乒乓球的概率均为,
故对所有均成立,从而选择篮球的概率为,
根据全概率公式,的递推关系为,
代入,,化简得,,
所以,
所以是以为首项,公比的等比数列,
所以,所以.
所以甲第天选择羽毛球的概率为.
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专题10 条件概率、全概率公式、贝叶斯公式
目录
典例讲解
类型一、条件概率
类型二、乘法公式
类型三、条件概率性质的应用
类型四、全概率公式及其应用
类型五、贝叶斯公式及其应用
类型六、全概率公式与递推数列
压轴专练
类型一、条件概率
处理方式:
方法一:利用定义计算条件概率的步骤:(1)分别计算概率和.
(2)将它们相除得到条件概率,这个公式适用于一般情形,其中AB表示A,B同时发生.
方法二:利用缩小样本空间法求条件概率的方法(1)缩:将原来的基本事件全体Ω缩小为事件A,原来的事件B缩小为AB;(2)数:数出A中事件AB所包含的基本事件;(3)算:利用求得结果
【例1】某次测试共设置两道必答题,考生至少答对其中一道题即可通过测试.已知考生甲答对每一题的概率均为,在甲通过测试的条件下,其只答对一道题的概率为( )
A. B. C. D.
【例2】一个家庭有两个孩子,生肖均为十二生肖之一(等可能).已知其中一个孩子属马,则另一个孩子也属马的概率为________.
【变式1-1】已知甲盒中有5个白球、5个黑球,乙盒中有1个黑球,所有球除颜色外均相同,每次从甲盒中随机取出2个球放入乙盒中,当两个盒子中黑球个数相等或甲盒中的球全部取出时停止取球.已知第2次取出的球放入乙盒后停止取球,则第1次取出的是2个白球的概率为( )
A. B. C. D.
【变式1-2】已知集合,集合,且,.记事件“函数是幂函数”,事件“函数在上单调递增”,则( )
A. B. C. D.
【变式1-3】某校组织趣味知识竞赛,共有3道题目,甲、乙同时依次作答,3道试题作答完毕后比赛结束.规定:对同一道题目,若两人同时答对或答错,每人得0分;若一人答对另一人答错,答对的得10分,答错的得-10分,比赛结束累加得分为正数者获胜,两人分别独立答题互不影响,每人每次的答题结果也互不影响.设甲、乙两名选手正确回答每道题的概率分别为,.
(1)甲、乙同时回答1道题时,分别求乙得10分、0分和分的概率;
(2)求比赛结束后乙获胜的概率;
(3)求在乙获胜的条件下,乙恰好得10分的概率.
类型二、乘法公式
处理方式:乘法公式:对任意两个事件A与B,若,则
【例3】已知某种疾病的患病率为,在患该种疾病的条件下血检呈阳性的概率为,则患该种疾病且血检呈阳性的概率为_____.
【例4】某游戏玩家玩一款游戏,第一关通过的概率为0.6,在第一关通过的条件下,第二关通过的概率为0.4,则该玩家连续通过两关的概率为( )
A.0.24 B.0.36 C.0.8 D.0.16
【变式2-1】质监部门对某种建筑构件的抗压能力进行检测,对此建筑构件实施两次打击,若没有受损,则认为该构件通过质检.若第一次打击后该构件没有受损的概率为0.85,当第一次没有受损时第二次实施打击也没有受损的概率为0.80,则该构件通过质检的概率为 _________ .
【变式2-2】设随机试验每次成功的概率为p,现进行3次独立重复试验.在至少成功1次的条件下,3次试验全部成功的概率为,则____________.
【变式2-3】袋子中有若干除颜色外完全相同的黑球和白球,在第一次摸到白球的条件下,第二次摸到黑球的概率为,第一次摸到白球且第二次摸到黑球的概率为,则第一次摸到白球的概率为__________.
类型三、条件概率性质的应用
处理方式:条件概率的性质:设,则(1);
(2)如果和是两个互斥事件,则;
(3)设和互为对立事件,则
【例5】已知,,,则______.
【例6】设,是一个随机试验中的两个事件,且,,,则( )
A. B. C. D.
【变式3-1】已知随机事件,,若,,,则_________.
【变式3-2】(多选)设,是一个随机试验中的两个事件,且,,,则下列结论中正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式3-3】已知随机事件满足,,.
(1)求;
(2)求;
(3)证明.
类型四、全概率公式及其应用
处理方式:某一事件的发生可能有各种的原因,如果是由原因所引起,则发生的概率是,每一原因都可能导致发生,故A发生的概率是各原因引起发生概率的总和
【例7】已知某足球队共有13名球员,其中主力球员11名,替补球员2名.假设主力球员定点射门的命中率为0.8,替补球员定点射门的命中率为0.6.现从该球队随机抽取1名球员进行定点射门,连续射门2次,则恰好命中1次的概率为( )
A. B. C. D.
【例8】采购员要购买某种电器元件一包(12个).他的采购方法是:从一包中随机抽查4个,如这4个元件都是好的,他才买下这一包.假定含有6个次品的包数占20%,而其余包中各含2个次品,则采购员随机挑选一包拒绝购买的概率是______.
【变式4-1】若甲盒中有3个白球,2个红球,1个黑球,乙盒中有个白球个红球,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,若事件“从甲盒中取出的球和从乙盒取出的球颜色相同”的概率不小于,则的最小值为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【变式4-2】某超市有两个人工收银区和一个自助收银区,通过统计,顾客在区进行付款的概率分别为,在区付款时购买该超市提供的环保购物袋的概率分别为,若顾客从该超市购物且购买了环保购物袋的概率为,则实数__________.
【变式4-3】现有个箱子,每个箱子均有个小球,第个箱子中有个白球,其余为黑球,在这个箱子中任取一个箱子,再从该箱子中依次选出3个小球,若第3次选出的小球恰为黑球的概率是,则_____.
类型五、贝叶斯公式及其应用
处理方式: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结果具体结果怎样未知,那么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,类似于求条件概率.
【例9】(多选)英国数学家贝叶斯在概率论研究方面成就显著,根据贝叶斯定理,随机事件存在如下关系:.张同学每天的运动计划包括两种主要方式:室内健身和户外运动.张同学第一天选择室内健身的概率为,选择户外运动的概率为.如果第一天选择室内健身,那么第二天继续选择室内健身的概率为;如果第一天选择户外运动,那么第二天选择室内健身的概率为.则张同学( )
A.第二天去室内健身的概率为
B.第二天去户外运动的概率为
C.若第二天去了室内健身,则第一天去户外运动的概率为
D.若第二天去了户外运动,则第一天去室内健身的概率为
【例10】学校食堂每餐推出两种套餐,某同学每天中午都会在食堂提供的两种套餐中选择一种套餐,若他前1天选择了套餐,则第2天选择套餐的概率为;若他前1天选择了套餐,则第2天选择了套餐的概率为.已知他开学第1天中午选择套餐的概率为,在该同学第3天选择了套餐的条件下,他第2天选择套餐的概率为___________.
【变式5-1】学校举办“校园歌手大赛”,某参赛同学的参赛曲库中有5首歌,分别是:抒情歌1首,流行歌2首,摇滚歌2首.若他演唱这三类歌曲能晋级下一轮的概率分别为,,,他比赛时,随机从这5首歌里选择一首演唱,则他能晋级的概率为______;若他晋级了,则这名学生是演唱流行歌晋级的概率为______.
【变式5-2】设某工厂有两个车间生产同型号家用电器,第1车间的次品率为0.2,第2车间的次品率为0.1,两个车间的成品都混合堆放在同一个仓库.假设第1,2车间生产电器的比为.
(1)一个客户从成品仓库随机提取一台产品,计算该产品为合格品的概率;
(2)若客户从成品仓库随机提取一台产品为合格品,求该产品是第1车间生产的概率.
【变式5-3】某工厂有四条流水线生产同一种产品,该四条流水线的产量分别占总产量的15%、20%、30%、35%,又这四条流水线的不合格品率依次为0.05、0.04、0.03及0.02,现在从该厂产品中任取一件,问恰好抽到不合格品的概率为多少?该不合格品是由第四条流水线上生产的概率为多少?
类型六、全概率公式与递推数列
处理方式:通过全概率公式建立状态转移递推关系,将概率问题转化为数列模型,通常涉及马尔科夫链或一维随机游走模型,通过设定状态变量(如第n次处于某状态的概率),利用全概率公式推导相邻项的递推式,再通过构造等比数列或其他数列通项公式方法求解,核心是将概率的动态转移过程转化为数列的递推关系并解通项
【例11】每天锻炼一小时,幸福生活一辈子.小明每天都会在游泳和跑步中选择一个项目进行锻炼.如果当天选择游泳,则第二天选择游泳的概率为;如果当天选择跑步,则第二天选择游泳的概率为.已知小明第一天选择游泳,记小明第n天选择游泳的概率为.
(1)求,;
(2)求的表达式.
【例12】某学校食堂有两家餐厅,张同学第1天选择餐厅用餐的概率为.从第2天起,如果前一天选择餐厅用餐,那么次日选择餐厅用餐的概率为;如果前一天选择餐厅用餐,那么次日选择餐厅用餐的概率为.设他第天选择餐厅用餐的概率为.
(1)求的值及关于的表达式;
(2)证明数列是等比数列,并求出的通项公式.
【变式6-1】马尔科夫链是概率统计中的一个重要模型,也是机器学习和人工智能的基石,为状态空间中经过从一个状态到另一个状态的转换的随机过程.该过程要求具备“无记忆”的性质:下一状态的概率分布只能由当前状态决定,在时间序列中它前面的事件均与之无关.甲乙两个口袋中各装有1个黑球和2个白球,现从甲、乙两口袋中各任取一个球交换放入另一口袋,重复进行n()次这样的操作,记甲口袋中黑球个数为,恰有1个黑球的概率为,则______.
【变式6-2】已知正四面体顶点处有一质点,点每次会随机地沿一条棱向相邻的某个顶点移动,且向每个顶点移动的概率相同.从一个顶点沿一条棱移动到相邻顶点称为移动一次.若质点的初始位置位于顶点A处,记点移动n次后仍在底面上的概率为.
(1)求的值.
(2)求证:数列是等比数列,并求的表达式.
【变式6-3】某答题挑战赛规则如下:比赛按轮依次进行,只有答完一轮才能进入下一轮,若连续两轮均答错,则挑战终止;每一轮系统随机地派出一道通识题或专识题,派出通识题的概率为,派出专识题的概率为.已知某选手答对通识题与专识题的概率分别为,且各轮答题正确与否相互独立.
(1)求该选手在一轮答题中答对题目的概率;
(2)记该选手在第轮答题结束时挑战依然未终止的概率为,
(i)求;
(ii)是否存在实数,使得数列为等比数列?若存在,求出的值,若不存在,说明理由.
1.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,只有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,用表示i号箱有奖品(,2,3,4),用表示主持人打开j号箱子(,3,4),下列结论正确的是( )
A.
B.
C.若,甲无论是否更改选择,他获奖的概率均为
D.若,要使获奖概率更大,甲应该改选2号或者4号箱中的任意一个
2.学校食堂每餐推出两种套餐,某同学每天中午都会在食堂提供的两种套餐中选择一种套餐,若他前1天选择了套餐,则第2天选择套餐的概率为;若他前1天选择了套餐,则第2天选择了套餐的概率为.已知他开学第1天中午选择套餐的概率为,在该同学第3天选择了套餐的条件下,他第2天选择套餐的概率为( ).
A. B. C. D.
3.(多选)景区在春节期间推出两种游玩套餐,已知某游客第一次选择两种游玩套餐的概率分别为和,若该游客第一次选择套餐,则第二次选择套餐的概率为;若该游客第一次选择套餐,则第二次选择套餐的概率为,则下列说法正确的是( )
A.该游客第一次选择套餐,第二次也选择套餐的概率为
B.该游客第一次选择套餐的概率比第二次选择套餐的概率小
C.若该游客第二次选择套餐,则他第一次选择套餐的概率为
D.若该游客第二次选择套餐,则他第一次选择套餐的概率为
4.(多选)某电脑程序每次等概率随机输出中的一个数,和分别表示输出的前个数中的最大值和最小值.已知每次输出都是独立的,且可以重复输出同一个数.则下列命题正确的是( )
A. B.
C. D.
5.(多选)若是一次随机试验中的两个事件,,,,则下列结论正确的有( )
A.A与B相互独立 B.
C. D.
6.一个正十二面体,十二个面分别标以数字1到12,任意抛掷一次这个正十二面体,观察它与地面接触的面上的数字.事件,事件,若事件满足,则满足条件的事件的个数为__________.
7.已知盒中装有大小相同的3个红球和3个黑球,盒中装有大小相同的3个红球,从盒中随机取一个球,若是红球,则放回盒;若是黑球,则从盒中取一红球与其替换,这样称为1次操作,重复以上操作,直到盒中6个球全是红球为止.记次重复操作后,盒中6个球恰好全是红球的概率为,则________.
8.某中学有两个班,其中甲班科技课外兴趣小组有6人(4男2女),乙班科技课外兴趣小组有6人(3男3女),学校准备从这两个班的科技课外兴趣小组中随机挑选2个学生参加全市科技竞赛.已知其中一个是男生的条件下,则另一个也是男生的概率_____________.
9.某单位举行了一次有奖竞猜活动,活动内容为主持人准备了4个形状、大小相同的小球,在其中一个里面放入获奖信息(主持人知道哪个小球里面有奖),由参与者首先进行抽取(不打开),之后主持人会从剩余的3个小球中随机打开一个未放入获奖信息的小球.已知一名参与者选择了1号小球,则在主持人打开2号小球的情况下,获奖信息在4号小球的概率为__________.
10.已知随机事件互相独立,且满足,则__________.
11.小明和小红进行某项比赛(比赛结果没有平局),小明每局获胜的概率均为,每局比赛胜者获得1个积分,负者获得0个积分,记小明和小红两人积分之差的绝对值为.规定时,比赛结束且总积分多者获胜.若,,则在不超过5局比赛结束的条件下,小明以获胜的概率为__________.
12.镇海中学的体育馆同时具有羽毛球、乒乓球和篮球场馆,甲同学每天都会去体育馆锻炼,若甲当天选择羽毛球,则后一天选择羽毛球的概率为,选择乒乓球的概率为;若甲当天选择乒乓球,则后一天选择羽毛球的概率为,选择乒乓球的概率为;若甲当天选择篮球,则后一天等可能地选择其中一个项目.已知甲第一天等可能地选择一个场馆进行相应的体育锻炼.请完成下列计算:
(1)求甲第2天选择羽毛球的概率;
(2)已知甲第2天选择羽毛球的条件下甲第1天选择篮球的概率;
(3)求甲第天选择羽毛球的概率.
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