6.1.3 全概率公式(Word学生用书)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中数学选择性必修第一册(北师大版)
2026-10-14
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教辅
摘要:
该高中数学导学案围绕全概率公式展开,通过“抽签公平性”的生活情境问题导入,承接古典概型知识,将条件概率推广为全概率公式,为贝叶斯公式的学习搭建逻辑支架。
资料以情境化问题驱动学习,分角度示例全概率公式(两个及多个事件)和贝叶斯公式应用,结合数字通信、流感统计等实例设计习题,总结通性通法,培养学生数学抽象与数学运算能力,提升用数学语言解决实际问题的应用意识。
内容正文:
1.3 全概率公式
课标
要求
1.结合古典概型,会利用全概率公式计算概率(数学运算).
2.了解贝叶斯公式并会运用(数学抽象、数学运算).
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.
【问题】 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?
知识点一 全概率公式
设B1,B2,…,Bn为样本空间Ω的一个划分,若P(Bi)>0(i=1,2,…,n),则对任意一个事件A有P(A)= .称上式为全概率公式.
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).
知识点二 贝叶斯公式*
设B1,B2,…,Bn为样本空间Ω的一个划分,若P(A)>0,P(Bi)>0(i=1,2,…,n),则P(Bi|A)= .称上式为贝叶斯公式.
提醒:条件概率、全概率公式、贝叶斯公式之间的关系
【想一想】
1.怎样应用全概率公式和贝叶斯公式?
2.贝叶斯公式的几何意义是什么?
1.判断正误.(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)若P(A)>0,P()>0,则P(B)=P(A)P(B|A)+P()P(B|).( )
(2)若A1,A2,A3互斥且P(A1)>0,P(A2)>0,P(A3)>0,则P(B)=P(Ai)P(B|Ai).( )
(3)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.( )
(4)贝叶斯公式是在观察到事件B已发生的条件下,寻找导致B发生的每个原因的概率.( )
2.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,则该汽车是货车的概率为 .
3.利率变化是影响某金融产品价格的重要因素,经分析师分析,最近利率下调的概率为60%,利率不变的概率是40%.根据经验,在利率下调的情况下该金融产品价格上涨的概率为80%,在利率不变的情况下价格上涨的概率为40%.则该金融产品价格上涨的概率为 .
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,现从甲袋中任取2球放入乙袋,再从乙袋中任取一球,则该球是白球的概率为 .
题型一 全概率公式的应用
角度1 两个事件的全概率问题
在数字通信中心,信号是由数字0和1组成的序列.由于随机因素的干扰,发送的信号0或1有可能被错误地接收为1或0.已知发送信号0时,接收为0和1的概率分别为0.9和0.1;发送信号1时,接收为1和0的概率分别为0.95和0.05.假设发送信号0和1是等可能的.分别求接收的信号为0和1的概率.
尝试解答
角度2 多个事件的全概率问题
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,求这个人患流感的概率.
尝试解答
【母题探究】
(变设问)如果此人绝对不是来自地区C,求此人患流感的概率.
通性通法
1.全概率公式的适用范围
所研究的事件试验前提或前一步骤试验有多种可能,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.
2.运用全概率公式的一般步骤
(1)求出样本空间Ω的一个划分A1,A2,…,An;
(2)求P(Ai)(i=1,2,…,n);
(3)求P(B|Ai)(i=1,2,…,n);
(4)求目标事件的概率P(B).
1.某红茶批发地只经营甲、乙、丙三种品牌的红茶,且甲、乙、丙三种品牌的红茶优质率分别为0.9,0.8,0.7.若该红茶批发地甲、乙、丙三种品牌的红茶市场占有量的比例为4∶4∶2,小张到该批发地任意购买一盒红茶,则他买到的红茶是优质品的概率为 .
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0.15,第2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,求该产品合格的概率.
题型二 贝叶斯公式*的应用
8支枪中有5支已经校准过,3支未校准,一名射手用校准过的枪射击时,中靶的概率为0.8,用未校准的枪射击时,中靶的概率为0.3,现从8支枪中任取一支射击,结果中靶,则所选用的枪是校准过的概率为( )
A. B.
C. D.
尝试解答
通性通法
贝叶斯公式其实就是全概率公式的一种变形,它与全概率公式的应用是互逆的.当结果发生了,求某个原因的概率就用贝叶斯公式.
英国数学家贝叶斯在概率论研究方面成就显著,根据贝叶斯统计理论,随机事件A,B存在如下关系:P(A|B)=.某高校有甲、乙两家餐厅,王同学第一天去甲、乙两家餐厅就餐的概率分别为0.4和0.6.如果他第一天去甲餐厅,那么第二天去甲餐厅的概率为0.6;如果第一天去乙餐厅,那么第二天去甲餐厅的概率为0.5,则王同学第二天去了乙餐厅,则第一天去甲餐厅的概率为 .
题型三 全概率公式和贝叶斯公式*的综合应用
某电子设备制造厂所用的元件是由三家元件制造厂提供的.根据以往的记录有以下的数据:
元件制造厂
次品率
提供元件的份额
Ⅰ
0.02
0.15
Ⅱ
0.01
0.80
Ⅲ
0.03
0.05
设这三家元件制造厂的元件在仓库中是均匀混合的,且无区别的标志.
(1)在仓库中随机地取一只元件,求它是次品的概率;
(2)在仓库中随机地取一只元件,若已知取到的是次品,该次品来自第几家元件制造厂的可能性最大.
尝试解答
通性通法
概率树图法在全概率公式和贝叶斯公式中的应用
对于复杂问题,运用概率树图法比较方便.先根据题意,画出图形,在图形中用相应的符号表示事件,并标注概率大小,然后根据图形,找到全概率公式和贝叶斯公式中的量,代入公式求解.
有两箱同种类型的零件,第一箱装50只,其中10只一等品;第二箱30只,其中18只一等品.今从两箱中任挑出一箱,然后从该箱中取零件两次,每次任取一只,作不放回抽样,试求:
(1)第一次取到的零件是一等品的概率;
(2)第一次取到的零件是一等品的条件下,第二次取到的也是一等品的概率.
1.有朋自远方来,乘火车、船、汽车、飞机来的概率分别为0.3,0.2,0.1,0.4,迟到的概率分别为0.25,0.3,0.1,0.则他迟到的概率为( )
A.0.65 B.0.075
C.0.145 D.0
2.两台机床加工同样的零件,第一台的废品率为0.04,第二台的废品率为0.07,加工出来的零件混放,并设第一台加工的零件是第二台加工零件的2倍,现任取一零件,则它是合格品的概率为( )
A.0.21 B.0.06
C.0.94 D.0.95
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 .
4.李老师一家要外出游玩几天,家里有一盆花交给邻居帮忙照顾,如果这几天内邻居记得浇水,那么花存活的概率为0.8,如果这几天内邻居忘记浇水,那么花存活的概率为0.3,假设李老师对邻居不了解,即可以认为邻居记得和忘记浇水的概率均为0.5.几天后李老师回来发现花还活着,则邻居记得浇水的概率为 .
完成课后作业 第六章 §1 1.3
答案
1.3 全概率公式
【基础落实】
新知初探
知识点一
P(Bi)P(A|Bi)
知识点二
想一想
1.提示:如果所求事件的概率是由多个原因引起的,此时,应用全概率公式,如果所求概率为条件概率P(A|B),而B由多个原因引起,此时应用贝叶斯公式.
2.提示:如图所示,B是由A和两个原因引起的结果,P(A|B)表示原因A在结果B中的比重.
自我诊断
1.(1)√ (2)× (3)× (4)√
2.0.8 解析:设B表示一辆汽车中途停车修理,A1表示该车是货车,A2表示该车是客车,则B=A1B∪A2B,由贝叶斯公式有P(A1|B)=
==0.8.
3.0.64 解析:记事件A为“利率下调”,则事件为“利率不变”.
记事件B为“金融产品价格上涨”,根据题意有
P(A)=0.6,P()=0.4,P(B|A)=0.8,P(B|)=0.4.
因为P(B)=P(AB∪B),
所以P(B)=P(A)P(B|A)+P()P(B|)=0.6×0.8+0.4×0.4=0.64.
因此该金融产品价格上涨的概率为0.64.
4. 解析:设A表示“从乙袋中取出的是白球”,Bi表示“从甲袋中取出的2球恰有i个白球”,i=0,1,2.由全概率公式得P(A)=P(B0)P(A|B0)+P(B1)P(A|B1)+P(B2)P(A|B2)=·+·+·=.
【典例研析】
【例1】 解:设事件A为“发送的信号为0”,B为“接收到的信号为0”,则为“发送的信号为1”,为“接收到的信号为1”.由题意得
P(A)=P()=0.5,P(B|A)=0.9,P(|A)=0.1,P(B|)=0.05,P(|)=0.95.
P(B)=P(A)P(B|A)+P()P(B|)=0.5×0.9+0.5×0.05=0.475,
P()=1-P(B)=1-0.475=0.525.
【例2】 解: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.
故这个人患流感的概率为0.051.
母题探究
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=.
故此人患流感的概率为.
跟踪训练
1.0.82 解析:设事件A,B,C分别表示小张买到的红茶品牌为甲品牌、乙品牌、丙品牌,事件D表示他买到的红茶是优质品,则依据已知可得P(A)=P(B)==0.4,P(C)=0.2,P(D|A)=0.9,P(D|B)=0.8,P(D|C)=0.7,由全概率公式得P(D)=P(A)P(D|A)+P(B)P(D|B)+P(C)P(D|C)=0.4×0.9+0.4×0.8+0.2×0.7=0.82,所以他买到的红茶是优质品的概率为0.82.
2.解:设B表示“从仓库中随机提出的一台是合格品”,A1表示“提出的一台是第1车间生产的产品”,A2表示“提出的一台是第2车间生产的产品”,则Ω=A1∪A2,且A1与A2互斥,则有B=A1B∪A2B,
由题意P(A1)=,P(A2)=,P(B|A1)=0.85,P(B|A2)=0.88,
由全概率公式得,P(B)=P(A1)P(B|A1)+P(A2)P(B|A2)=×0.85+×0.88=0.868,即该产品合格的概率为0.868.
【例3】 B 设事件A表示“射击时中靶”,事件B1表示“使用的枪校准过”,事件B2表示“使用的枪未校准”,则P(B1)=,P(B2)=,P(A|B1)=0.8,P(A|B2)=0.3.根据全概率公式得P(A)=P(B1)P(A|B1)+P(B2)P(A|B2)=×0.8+×0.3=,所以由贝叶斯公式得P(B1|A)===.故选B.
跟踪训练
解析:设A1:第一天去甲餐厅,A2:第二天去甲餐厅,B1:第一天去乙餐厅,B2:第二天去乙餐厅,
所以P(A1)=0.4,P(B1)=0.6,P(A2|A1)=0.6,P(A2|B1)=0.5,P(A2)=P(A1)P(A2|A1)+P(B1)P(A2|B1)=0.54,P(B2)=1-P(A2)=0.46,P(A1|B2)====.
【例4】 解:设A表示取到的是一只次品,Bi(i=1,2,3)表示所取到的产品是由第i家工厂提供的.
本题的概率树图如下:
易知,B1,B2,B3是样本空间Ω的一个划分,且有P(B1)=0.15,P(B2)=0.80,P(B3)=0.05,
P(A|B1)=0.02,P(A|B2)=0.01,P(A|B3)=0.03.
(1)由全概率公式得P(A)=P(A|B1)·P(B1)+P(A|B2)P(B2)+P(A|B3)·P(B3)=0.012 5.
(2)由贝叶斯公式P(B1|A)===0.24.
同理可得P(B2|A)=0.64,P(B3|A)=0.12.以上结果表明,这只次品来自第Ⅱ家元件制造厂的可能性最大.
跟踪训练
解:设Bi表示第i次取到一等品,i=1,2,Aj表示第j箱产品,j=1,2,显然A1∪A2=Ω,A1A2=∅,
(1)P(B1)=P(A1)P(B1|A1)+P(A2)·P(B1|A2)=×+×=.
(2)P(B2|B1)==≈0.485 6.
随堂检测
1.C 设A1表示他乘火车来,A2表示他乘船来,A3表示他乘汽车来,A4表示他乘飞机来,B表示他迟到.易知:A1,A2,A3,A4构成一个完备事件组,由全概率公式得P(B)=P(Ai)P(B|Ai)=0.3×0.25+0.2×0.3+0.1×0.1+0.4×0=0.145.
2.D 令B表示取到的零件为合格品,Ai表示零件为第i台机床的产品,i=1,2.由全概率公式得:P(B)=P(A1)P(B|A1)+P(A2)P(B|A2)=×0.96+×0.93=0.95.故选D.
3. 解析: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,则P(B)=,P(C)==,P(D)=,P(A|B)=1,P(A|C)=,P(A|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+×+×=.
4. 解析:记事件B表示“邻居记得浇水”,表示“邻居忘记浇水”,A表示“花还活着”,由题意得P(B)=0.5,P()=0.5,P(A|B)=0.8,P(A|)=0.3,则P(B|A)===.
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