第三讲几个重要公式事件的独立性 I授课题目 §1.5条件概率,乘法公式、全概率公式,贝叶斯公式 §1.6事件的独立性 Ⅱ教学目的与要求 1、理解和掌握条件概率,乘法公式、全概率公式、独立性 2、 了解贝叶斯公式 Ⅲ教学重点与难点 重点:用有关性质、定理、公式计算概率、独立性 难点:全概率公式,贝叶斯公式 V讲授内容: §】5条件概率,乘法公式 全概公式,贝叶斯公式 一条件概率 直到现在,我们对P(A)的讨论都是相对于某组确定的条件S而言的,P(A)就 是在条件组S实现之下,事件A发生的概率(为简略起,“条件组S”通常不再提及), 除了这组基本条件“S”之外,有时我们还要提出附加的限制条件,也就是要求“在 事件B已经发生的前提下”事件A发生的概率。这就是条件概率问题。为此,先考虑 下述问题。 例1 某班有30名学生,其中20名男生,10名女生,身高1.70米以上 的有15名,其中12名男生,3名女生。 (1)任选一名学生,问该学生的身高在1.70米以上的概率是多少? (2) 任选一名学生,选出来后发现是个男生,问该同学的身高在1.70 米以上的概率是多少? 答案是很容易求出的:(1)的答案是15/30=0.5 (2)的答案是12/20=-0.6 但是,这两个问题的提法是有区别的,第二个问题是一种新的提法。“是 男生”本身也是一个随机事件,记作A,把在事件A发生(即发生是男生) 的条件下,事件B(身高1.70米以上)发生的概率是多少?我们把这种 概率叫做在事件A发生的条件下事件B的条件概率,记作P(BA),即不 同于P(AB)。 注意到P(A)=20/30,P(AB)=12/30,从而有 P(BlAD=12/20-I2/30.P4B) 20/30P(4A0
第三讲几个重要公式 事件的独立性 Ⅰ 授课题目 §1.5 条件概率,乘法公式、 全概率公式,贝叶斯公式 §1.6 事件的独立性 Ⅱ 教学目的与要求 1、 理解和掌握条件概率,乘法公式、 全概率公式、独立性 2、 了解贝叶斯公式 Ⅲ 教学重点与难点 重点:用有关性质、定理、公式计算概率、独立性 难点:全概率公式,贝叶斯公式 Ⅳ 讲授内容: §1.5 条件概率,乘法公式 全概公式,贝叶斯公式 一 条件概率 直到现在,我们对 P(A)的讨论都是相对于某组确定的条件 S 而言的,P(A)就 是在条件组 S 实现之下,事件 A 发生的概率(为简略起,“条件组 S”通常不再提及), 除了这组基本条件“S”之外,有时我们还要提出附加的限制条件,也就是要求“在 事件 B 已经发生的前提下”事件 A 发生的概率。这就是条件概率问题。为此,先考虑 下述问题。 例1 某班有 30 名学生,其中 20 名男生,10 名女生,身高 1.70 米以上 的有 15 名,其中 12 名男生,3 名女生。 (1) 任选一名学生,问该学生的身高在 1.70 米以上的概率是多少? (2) 任选一名学生,选出来后发现是个男生,问该同学的身高在 1.70 米以上的概率是多少? 答案是很容易求出的;(1)的答案是 15/30=0.5 (2)的答案是 12/20=0.6 但是,这两个问题的提法是有区别的,第二个问题是一种新的提法。“是 男生”本身也是一个随机事件,记作 A,把在事件 A 发生(即发生是男生) 的条件下,事件 B(身高 1.70 米以上)发生的概率是多少?我们把这种 概率叫做在事件 A 发生的条件下事件 B 的条件概率,记作 P(B|A),即不 同于 P(AB)。 注意到 P(A)=20/30,P(AB)=12/30,从而有 P(B|A)=12/20= 20 / 30 12 / 30 = ( ) ( ) P A P AB
这个式子的直观含义是明显的,在A发生的条件下B发生当然是A发生且B发 生,即AB发生,但是,现在A发生成了前提条件,因此应该以A做为整个样本空间, 而排除A以外的样本点,因此P(BA)是P(AB)与P(A)之比。 对于古典概型,设样本空间2含有n个样本点(n个可能的试验结果),事件A 含m个样本点(m>0),AB含r个样本点(r≤m),而事件A发生的条件下事件B发生, 即已知试验结果属于A中的m个结果的条件下,属于B中的r个结果,因而 P (BIA)-r/m r/n=P(AB) mln P(A) 下面再看一例: 例2 盒中装有16个球。其中6个是玻璃球,另外10个是木质球。而玻 璃球中有2个是红色的,4个是蓝色的:,木质球中有3个是红色的 7个是蓝色的,现从中任取一个(这些就是所谓“条件组S”) 记A={取到蓝球},B取到玻璃球}那么P(A),P(B)都是容易求得的,但 是如果已知取到的是蓝球,那么该球是玻璃球的概率是多少呢?也就是求在 事件A已发生的前提下事件B发生的概率(此概率记为P(BA)。将盒中球 的分配情况列表如下: 由古典概型的公式 玻璃 木质 (1-1)知 红 2 3 5 P(A)=11/16 蓝 4 7 11 P(B)=6/16 6 1016 P(AB)=4/16 至于P(BA),也可以用古典概型来计算,因取到的是蓝球,我们知道 蓝球共有11个而其中有4个是玻璃球,所以 P(BlA)=4/11=4/16-PAB) 11/16P(A) 定义6设A,B为随机试验E的两个事件,且P(A)>0,则称P (BIA)=P(AB) PCA 为在事件A发生的条件下事件B发生的条件概率。 注意P(BA)还是在一定条件下,事件B发生的概率:只是它的条件 除原条件S外,又附加了一个条件(已发生),为区别这两者,后者就称为 条件概率。 计算条件概率P(BA)有两种方法: 方法一在样本空间2的缩减样本空间2,中计算B发生的概率,就得 P(BA)
这个式子的直观含义是明显的,在 A 发生的条件下 B 发生当然是 A 发生且 B 发 生,即 AB 发生,但是,现在 A 发生成了前提条件,因此应该以 A 做为整个样本空间, 而排除 A 以外的样本点,因此 P(B|A)是 P(AB)与 P(A)之比。 对于古典概型,设样本空间 含有 n 个样本点(n 个可能的试验结果),事件 A 含 m 个样本点(m>0),AB 含 r 个样本点(r m),而事件 A 发生的条件下事件 B 发生, 即已知试验结果属于 A 中的 m 个结果的条件下,属于 B 中的 r 个结果,因而 P(B|A)=r/m= m n r n / / = ( ) ( ) P A P AB 下面再看一例: 例2 盒中装有 16 个球。其中 6 个是玻璃球,另外 10 个是木质球。而玻 璃球中有 2 个是红色的,4 个是蓝色的;,木质球中有 3 个是红色的, 7 个是蓝色的,现从中任取一个(这些就是所谓“条件组 S”) 记 A={取到蓝球},B={取到玻璃球}那么 P(A),P(B)都是容易求得的,但 是如果已知取到的是蓝球,那么该球是玻璃球的概率是多少呢?也就是求在 事件 A 已发生的前提下事件 B 发生的概率(此概率记为 P(B|A))。将盒中球 的分配情况列表如下: 由古典概型的公式 (1-1)知 P(A)=11/16 P(B)=6/16 P(AB)=4/16 至于 P(B|A),也可以用古典概型来计算,因取到的是蓝球,我们知道 蓝球共有 11 个而其中有 4 个是玻璃球,所以 P(B|A)=4/11= 11/16 4 /16 = ( ) ( ) P A P AB 定义 6 设 A,B 为随机试验 E 的两个事件,且 P(A)>0,则称 P (B|A)= ( ) ( ) P A P AB 为在事件 A 发生的条件下事件 B 发生的条件概率。 注意 P(B|A)还是在一定条件下,事件 B 发生的概率:只是它的条件 除原条件 S 外,又附加了一个条件(A 已发生),为区别这两者,后者就称为 条件概率。 计算条件概率 P(B|A)有两种方法: 方法一 在样本空间 的缩减样本空间 A 中计算 B 发生的概率,就得 P(B|A)。 玻璃 木质 红 2 3 5 蓝 4 7 11 6 10 16
方法二在样本空间2中,计算P(B),P(A)然后按定义式求出P (BA)。 由条件概率的定义,易知下列性质成立。 性质1P(1A)=0 性质2P(BA)=1-P(BIA) 性质3P(B,UB2IA)=P(B,lA)P(B2IA)-P(B,B2IA) 性质4若B,CB2,则P(B,IA)≤P(B2IA) 例3盒中有五个球(三个新二个旧),每次取一个不放回地取两次,求: 第一次取到新球的概率;第一次取到新球的条件下第二次取到新球 的概率。 解设A={第一次取到新球}B={第二次取到新球) 显然P(A)=3/5 现在计算第二个问题,当事件A发生后,由于不放回抽取,故盒中只 有四个球(二新二旧),于是 P(B|A)=2/41/2 再让我们在原样本空间中计算P(AB),它可用古典概率来解,事件AB 表示第一次和第二次都抽到新球,由于抽取是不放回的,所以每次抽取一个 连抽两次与一次抽取二个是一样的,因而 P(AB)=C:/C:=3/10 于是P(B|A)=P(AB)/P(A)=(3/10)/(3/5)=1/2 例4设某种动物由出生算起活到20岁以上的概率为0.8,活 到25岁以上的概率为0.4,如果一只动物现在已经20岁,问它能活到25岁的概率 为多少? 解设A={活到20岁},B={活到25岁},则
方法二 在样本空间 中,计算 P(AB),P(A)然后按定义式求出 P (B|A)。 由条件概率的定义,易知下列性质成立。 性质 1 P( | A )=0 性质 2 P(B|A)=1-P( − B |A) 性质 3 P( B1 B2 |A)=P( B1 |A)+P( B2 |A)-P( B1 B2 |A) 性质 4 若 B1 B2 ,则 P( B1 |A) P( B2 |A) 例3 盒中有五个球(三个新二个旧),每次取一个不放回地取两次,求: 第一次取到新球的概率;第一次取到新球的条件下第二次取到新球 的概率。 解 设 A={第一次取到新球} B={第二次取到新球} 显然 P(A)=3/5 现在计算第二个问题,当事件 A 发生后,由于不放回抽取,故盒中只 有四个球(二新二旧),于是 P(B|A)=2/4=1/2 再让我们在原样本空间中计算 P(AB),它可用古典概率来解,事件 AB 表示第一次和第二次都抽到新球,由于抽取是不放回的,所以每次抽取一个 连抽两次与 一次抽取二个是一样的,因而 P(AB)=C 2 3 / C 2 5 =3/10 于是 P(B|A)=P(AB)/P(A)=(3/10)/(3/5)=1/2 例4 设某种动物由出生算起活到 20 岁以上的概率为 0.8,活 到 25 岁以上的概率为 0.4,如果一只动物现在已经 20 岁,问它能活到 25 岁的概率 为多少? 解 设 A={活到 20 岁},B={活到 25 岁},则
P(A)=0.8,P(B)=0.4 因为BcA,所以P(AB)=P(B)=0.4 由公式(1-5),我们有 P(B/A)=P(AB)/P(A)=0.4/0.8=-0.5 二乘法公式 条件概率说明P(A),P(B),P(BA)三个量之间的关系,由条件概率的 定义(1-5)立即得到下述定理: 定理1(乘法公式)对于任意的事件A,B,若 P(A)>0,则有P(AB)=P(A)P(BA) (1-6) 同样,若P(B)>0,则有P(AB)=P(B)P(AB) (1-7) 上面两个式子都称为概率的乘法公式。 乘法公式可以推广到多(n)个事件的情形。 推论设A1,A2,.,An是n个事件,满足 P (A A2.An)=P (A)P (A2A P (A3 |AIA2 ) P(An|AA2.An-1) (1-8) 特别当n=3时,对于三个事件A,B,C,若P(AB)>0则有 P (ABC)=P (A)P (BA)P (C AB) 例5设50件产品中有5件为次品,每次抽一件,不放回地抽取3件,Ai表示第1 次抽到次品(i=1,2,3),求P(A,),P(A,A2) P(A,AA3)
P(A)=0.8,P(B)=0.4 因为 B A,所以 P(AB)=P(B)=0.4 由公式(1-5),我们有 P(B/A)=P(AB)/P(A)=0.4/0.8=0.5 二 乘法公式 条件概率说明 P(A),P(AB),P(B|A)三个量之间的关系,由条件概率的 定义(1-5)立即得到下述定理: 定理 1 (乘法公式) 对于任意的事件 A,B,若 P(A)>0,则有 P(AB)=P(A)P(B|A) (1-6) 同样,若 P(B)>0,则有 P(AB)=P(B)P(A|B) (1-7) 上面两个式子都称为概率的乘法公式。 乘法公式可以推广到多(n)个事件的情形。 推论 设 A 1,A 2 ,.,A n 是 n 个事件,满足 P(A 1 A 2 .A n )=P(A 1 )P(A 2 |A 1 )P(A 3 |A 1 A 2 ). P(A n | A 1 A 2 .A n -1 ) (1-8) 特别当 n=3 时,对于三个事件 A,B,C,若 P(AB)>0 则有 P(ABC)=P(A)P(B|A)P(C|AB) 例 5 设 50 件产品中有 5 件为次品,每次抽一件,不放回地抽取 3 件,A i 表示第 i 次抽到次品(i=1,2,3),求 P(A 1 ),P(A 1 A 2 ) P(A 1 −− A2 A 3 )
解依题意及乘法公式得 P(A,)=5/50P(A,A2)=P(A,)P(A2|A)=(5/50)(4/49)=0.0082 P(A1A2A3)=P(A1)P(A,IA)P(A3|A1A,)=(5/50)(45/49)(4/48)=0.0077 例6今有3个布袋,2个红布袋,1个绿布袋,再个红布袋中个装60个 红球40个绿球,在绿布袋中装了30个红球和50个绿球,现在任取1袋,从中任取 1球,问是红布袋中红球的概率为多少? 解设{取红袋,B={取红球)。我们要求的是A和B同时发生的概率,即P (AB)。显然P(A)=2/3,P(BlA)是在取红袋的条件下取到红球的概率,也就是在 红袋里取到红球的概率应为60/100=3/5,即P(BlA)=3/5,由乘法公式,得到 P(AB)=P(A)P(BlA)=(2/3)×(3/5)=2/5 例7今有一张电影票,5个人都想要,他们用抓阄的办法分这张票,试证明每 人得电影票的概率都是1/5。 证设第i次抓阄的人为第i个人,设 Ai={第i个人抓到‘有’},i1,2,3,4,5. (1)显然P(A,)=1/5 (2)第二个人抓到‘有’的必要条件是第一个人抓到‘无',所以A2= AA2 因而P(A2)=P(A,A2)=P(A)P(A2|A)=(4/5)(1/4)=1/5 其中P(A2|A)是在A发生的条件下A2的概率,即在第一个人没有抓到的条件 下第二个人抓到的概率,此时只剩峡个阉,其中有一个是有',故P(A2|A)=1/4 (3)类似地,A3=AA2A3
解 依题意及乘法公式得 P(A 1 )=5/50 P(A 1 A 2 )=P(A 1 )P(A 2 |A 1 )=(5/50)(4/49)=0.0082 P(A 1 −− A2 A 3 )=P(A 1 )P( −− A2 |A 1 )P(A 3 | A 1 −− A2 )=(5/50)(45/49)(4/48)=0.0077 例 6 今有 3 个布袋,2 个红布袋,1 个绿布袋,再个红布袋中个装 60 个 红球 40 个绿球,在绿布袋中装了 30 个红球和 50 个绿球,现在任取 1 袋,从中任取 1 球,问是红布袋中红球的概率为多少? 解 设 A={取红袋},B={取红球}。我们要求的是 A 和 B 同时发生的概率,即 P (AB)。显然 P(A)=2/3,P(B|A)是在取红袋的条件下取到红球的概率,也就是在 红袋里取到红球的概率应为 60/100=3/5,即 P(B|A)=3/5,由乘法公式,得到 P(AB)=P(A)P(B|A)=(2/3) (3/5)=2/5 例 7 今有一张电影票,5 个人都想要,他们用抓阄的办法分这张票,试证明每 人得电影票的概率都是 1/5。 证 设第 i 次抓阄的人为第 i 个人,设 A i ={第 i 个人抓到‘有’},i=1,2,3,4,5. (1) 显然 P(A 1 )=1/5 (2) 第二个人抓到‘有’的必要条件是第一个人抓到‘无’,所以 A 2 = −− A1 A 2 因而 P(A 2 )=P( −− A1 A 2 )=P( −− A1 )P(A 2 | −− A1 )=(4/5)(1/4)=1/5 其中 P(A 2 | −− A1 )是在 −− A1 发生的条件下 A 2 的概率,即在第一个人没有抓到的条件 下第二个人抓到的概率,此时只剩峡个阄,其中有一个是‘有’,故 P(A 2 | −− A1 )=1/4 (3) 类似地,A 3= −− A1 −− A2 A 3
所以 P(A3)()P (A)P (A31)= (4/5)(3/4)(1/3)=1/5 (4)同样地A4=AA2A,A4 所以P(A4)P(AA2A,A4) =P (A)P(44)P(A144)P(A4144) =(4/5)(3/4)(2/3)(1/2)=1/5 (5)P(A5)=P(AAA,A4A5)=(4/5)(3/4)(2/3)(1/2)=1/5 此例可推广到n个人抓阄分物的情况,n个阄,其中有一个‘有',n-1个‘无', n个人排队抓阉,每人抓到‘有‘的概率都是1m. 若n个阄中,有m(m<n)个‘有’,nm个‘无',则每个人抓到‘有'的概率都 是m/n. 由此例说明:对于抽签(抓阉)问题,不分先后。概率都一样,不必争先恐 后。 例8设100件产品中有5件是不合格品,用下列两种方法抽取两件, 求两件都是合格品的概率: (1)不放回顺序抽取 (2)放回顺序抽取 解设A={第一次取得是合格品} B={第二次取得是合格品} 我们的问题是求P(AB) (1)由题设,不放回抽取时
所以 P(A 3 )=P( −− A1 )P( −− A2 | −− A1 )P(A 3 | −− A1 −− A2 )= (4/5)(3/4)(1/3)=1/5 (4) 同样地 A 4 = −− A1 −− A2 −− A3 A 4 所以 P(A 4 )=P( −− A1 −− A2 −− A3 A 4 ) =P( −− A1 )P( −− A2 | −− A1 )P( −− A3 | −− A1 −− A2 )P(A 4 | −− A1 −− A2 −− A3 ) =(4/5)(3/4)(2/3)(1/2)=1/5 (5) P(A 5 )= P( −− A1 −− A2 −− A3 −− A4 A 5 )= (4/5)(3/4)(2/3)(1/2)=1/5 此例可推广到 n 个人抓阄分物的情况,n 个阄,其中有一个‘有’,n-1 个‘无’, n 个人排队抓阄,每人抓到‘有‘的概率都是 1/n. 若 n 个阄中,有 m(m<n)个‘有’,n-m 个‘无’,则每个人抓到‘有’的概率都 是 m/n. 由此例说明:对于抽签(抓阄)问题,不分先后。概率都一样,不必争先恐 后。 例8 设 100 件产品中有 5 件是不合格品,用下列两种方法抽取两件, 求两件都是合格品的概率: (1) 不放回顺序抽取 (2) 放回顺序抽取 解 设 A={第一次取得是合格品} B={第二次取得是合格品} 我们的问题是求 P(AB) (1) 由题设 ,不放回抽取时
P(A)=95/100,P(BlA)=94/99 由乘法公式算得 P(AB)=P(A)P(B1A)=(95/100)×(94/99)=0.9 (2)由题设用放回抽取时, P(A)=95/100,P(BlA)=95/100 由乘法公式算得 P(AB)=P(A)P(BlA)=(95/100)×(95/100)=0.9025 在(2)的假设下,我们可以求得P(B)=95/100,它等于P(BlA),即P(B) =P(BA)。它说明事件A发生与否不影响事件B发生的概率。这结论从(2)的假设 可以直接看到,因为此时第二次抽取时的条件与第一次抽取时完全相同,即第一次抽 取的结果,完全不影响第二次抽取。 一个事件的发生与否,不影响另一事件发生可能性的大小(即两个事件之间有 某种“独立性”)这一性质,在概率论里是需要进一步研究的,这一点我们将在§1。 4中讨论。 三全概公式 为了求比较复杂事件的概率,经常把它分解为若干个互不相容的简单事件之 和,通过分别计算这些简单事件的概率,再应用概率的加法公式与乘法公式求得所需 结果,这是概率论中颇为有用的一种方法,先看下面的例子。 例9设有产品一盒共10只,其中有3只次品,从中取二次,每次取一 只,作不放回抽取,求第二次取到的是次品的概率。 解设A={第一次取到次品} B={第二次取到次品} 因为B=BQB(AUA)=ABU A B又(AB)(AB)=P 所以P(B)=P(AB)+P(AB)=P(A)P(B|A)+P(A)P(BA)
P(A)=95/100,P(B|A)=94/99 由乘法公式算得 P(AB)=P(A)P(B|A)=(95/100) (94/99)=0.9 (2) 由题设 用放回抽取时, P(A)=95/100,P(B|A)=95/100 由乘法公式算得 P(AB)=P(A)P(B|A)=(95/100) (95/100)=0.9025 在(2)的假设下,我们可以求得 P(B)=95/100,它 等于 P(B|A),即 P(B) =P(B|A)。它说明事件 A 发生与否不影响事件 B 发生的概率。这结论从(2)的假设 可以直接看到,因为此时第二次抽取时的条件与第一次抽取时完全相同,即第一次抽 取的结果,完全不影响第二次抽取。 一个事件的发生与否,不影响另一事件发生可能性的大小(即两个事件之间有 某种“独立性”)这一性质,在概率论里是需要进一步研究的,这一点我们将在§1。 4 中讨论。 三 全概公式 为了求比较复杂事件的概率,经常把它分解为若干个互不相容的简单事件之 和,通过分别计算这些简单事件的概率,再应用概率的加法公式与乘法公式求得所需 结果,这是概率论中颇为有用的一种方法,先看下面的例子。 例9 设有产品一盒共 10 只,其中有 3 只次品,从中取二次,每次取一 只,作不放回抽取,求第二次取到的是次品的概率。 解 设 A={第一次取到次品} B={第二次取到次品} 因为 B=B =B(A −− A )=AB −− A B 又 (AB)( −− A B)= 所以 P(B)=P(AB)+P( −− A B)=P(A)P(B|A)+P( −− A )P(B| −− A )
由于P(A)=3/10,P(BA)=2/9,P(A)=7/10,P(B|A)=3/9 故P(B)=(3/10)(2/9)+(7/10)(3/9)=3/10 从例9看出,它是将复杂事件B分解成两个互不相容的简单事件之和,而这两 个简单事件的概率利用乘法公式是能计算出来的。最后再利用加法公式就可得到所求 的结果,把这一想法一般化就得到全概率公式,为此,首先介绍样本空间的划分定义。 定义6设2为随机试验E的样本空间,B1,B2,·,B. 为E的一组事件,若 1B.UB,=p(i≠j) 2 BUB2 U.U B.= 则称B1,B,.,B。为样本空间2的一个划分。 若事件组B1,B2,.,Bn是2的一个划分,且P(B,)>0,事件组B1 B2,.,B。叫做完备事件组。 比如,E:掷一颗塞子,样本空间2={1,2,3,4,5,6}则B1={1,2}, B2=3},B,=4,5,6}就是2的一个划分,又如例9中的A和A也是Q的一个 划分。 若B,B2,.,B.是2的一个划分,那么,做一次试验E,事件B, B2,.,B。中必有一个且仅有一个发生。 定理2(全概公式)设试验E的样本空间为2,B,B2,Bn为2
由于 P(A)=3/10,P(B|A)=2/9,P( −− A )=7/10,P(B| −− A )=3/9 故 P(B)=(3/10)(2/9)+(7/10)(3/9)=3/10 从例 9 看出,它是将复杂事件 B 分解成两个互不相容的简单事件之和,而这两 个简单事件的概率利用乘法公式是能计算出来的。最后再利用加法公式就可得到所求 的结果,把这一想法一般化就得到全概率公式,为此,首先介绍样本空间的划分定义。 定义 6 设 为随机试验 E 的样本空间, B1,B2 ,.,Bn 为 E 的一组事件,若 1 Bi ∪ Bj = (i≠j) 2 B1 ∪ B2 ∪.∪ Bn = 则称 B1, B2 ,., Bn 为样本空间 的一个划分。 若事件组 B1,B2 ,., Bn 是 的一个划分,且 P( B1 )>0,事件组 B1 , B2 ,., Bn 叫做完备事件组。 比如,E:掷一颗塞子,样本空间 ={1,2,3,4,5,6}则 B1 ={1,2}, B2 ={3},B3 ={4,5,6}就是 的一个划分,又如例 9 中的 A 和 −− A 也是 的一个 划分。 若 B1,B2 ,., Bn 是 的一个划分,那么,做一次试验 E,事件 B1 , B2 ,., Bn 中必有一个且仅有一个发生。 定理 2 (全概公式)设试验 E 的样本空间为 ,B1 ,B2 ,., Bn 为
的一个划分,且P(B)>(i=1,2,)则对E的任一事件A,有P(A)=P(B) P(AI B )+P(B:)P(Al B:)+(B )P (AI B)=P(B)P(1B (1-) 全概公式是计算概率的一个很有用的公式,它是把一些复杂的事件转化为一组 简单事件之和去求概率,能否转化的关键是找到B,B2,B。且有AcB,U B2UUB。,即 A=AB,UAB,UAB,U.UAB 然后用一次加法公式及乘法公式机可。如何找B,B2.,Bn要具体问题具体分 析。现提出点供参考: B,B,Bn可看成导致A发生的一组原因。如A是次品,必是n个车间生产 了次品:A是某种疾病,必是几种病因导致A发生:A表示被击中,必有几种方式或 几个人打中。下面再举一些例题,如何运用全概公式去计算概率。 例10设有一箱同类型的产品是三家工厂所生产的。已知其中有1/2的产品是 第一家工厂所生产的,其他二厂各生产1/4,又如第一、二厂生产的有2%是次品,第 三家工厂生产的有4%是次品。现从此箱中任取一个产品,问拿到的是次品的概率是 多少? 解从此箱中任取一个产品,必然是这三个厂中某一个厂的产品,设 A={取到产品是次品} B,={取到产品属于第i家厂}(i=1,2,3) 由于B,B,(i≠j)且B,UB2UB,=2,所以B,B2,B,是2的一个划分。又 P(B,)=1/2,P(B2)=1/4P(B,)=1/4 P(A|B,)=2/100,P(A|B2)=2/100 P(A|B,)=4/100 由全概公式得: P(A)=P(B)P(AB)+P(B2)P(AB2)+P(B,)P(AB,)=(1/2)·(2/100)
的一个划分,且 P( Bi )>(i=1,2,.,n)则对 E 的任一事件 A,有 P(A)=P( B1 ) P(A| B1 )+P( B2 )P(A| B2 )+.+P( Bn )P(A| Bn )== n i P Bi P A Bi 1 ( ) ( | ) (1-9) 全概公式是计算概率的一个很有用的公式,它是把一些复杂的事件转化为一组 简单事件之和去求概率,能否转化的关键是找到 B1,B2 ,.,Bn 且有 A B1 ∪ B2 ∪.∪ Bn ,即 A=AB 1 AB 2 AB 3 . AB n 然后用一次加法公式及乘法公式机可。如何找 B 1,B 2 .,B n 要具体问题具体分 析。现提出点供参考: B 1,B 2 .,B n 可看成导致 A 发生的一组原因。如 A 是次品,必是 n 个车间生产 了次品;A 是某种疾病,必是几种病因导致 A 发生;A 表示被击中,必有几种方式或 几个人打中。下面再举一些例题,如何运用全概公式去计算概率。 例 10 设有一箱同类型的产品是三家工厂所生产的。已知其中有 1/2 的产品是 第一家工厂所生产的,其他二厂各生产 1/4,又如第一、二厂生产的有 2%是次品,第 三家工厂生产的有 4%是次品。现从此箱中任取一个产品,问拿到的是次品的概率是 多少? 解 从此箱中任取一个产品,必然是这三个厂中某一个厂的产品,设 A={取到产品是次品} B 1 ={取到产品属于第 i 家厂} (i=1,2,3) 由于 B I B J =¢(i≠j)且 B 1 B 2 B 3 = ,所以 B 1,B 2 ,B 3 ,是 的一个划分。又 P(B 1 )=1/2, P(B 2 ) =1/4 P(B 3 )=1/4 P(A| B 1 )=2/100, P(A| B 2 )=2/100 P(A| B 3 )=4/100 由全概公式得: P(A)=P(B 1 )P(A| B 1 )+P(B 2 )P(A| B 2 )+P(B 3 )P(A| B 3 ) =(1/2)·(2/100)
+(1/4)·(2/100)+(1/4)·(4/100)=0.025 例11某厂有甲乙丙三台机床进行生产,各自的次品率分别为5%,4%,2%:它们各 自的产品分别占总产量的25%,35%,40%。将它们的产品混在一起,求任取一个产品 是次品的概率。 解分析一一总产品由各机床产品组成,总次品也来自各机床。注意解题的设 法。 设B,B2,B,分别是三个机床的产品,A表示次品,则有 AC B,UB,UB 且B,B,=¢(1≠j,i,j问l,2,3)满足全概率公式,根据题意得 P(B)=0.25,P(B2)=0.35,P(B3)=-0.40 P(A|B,)=0.05,P(AB2)=0.04,P(B,)=0.02 A=A (B,UB,UB3 =AB,UAB,UAB 依全概率公式得 P(A)=P (B)P (AI B)+P (B2 P (A|B2 +P (B)P (Al B3) =0.25×0.05+0.04×0.35+0.02×0.40 =0.0345 例12甲箱中有5个正品和三个次品,乙箱中有4个正品和3个次品,从甲箱中任 取3个产品放入乙箱,然后从乙箱中任取1个产品,求这个产品是正品的概率。 解设A={从乙箱中取得正品},则关于事件A有四种不同假设: B,={从甲箱中取出的3个产品都是正品) B2={从甲箱中取出的是2个正品和1个次品} B,={从甲箱中取出的是1个正品和2个次品 B,={从甲箱中取出的3个产品都是次品) 易知 pB)-S=1001 C56
+(1/4)·(2/100)+(1/4)·(4/100)=0.025 例 11 某厂有甲乙丙三台机床进行生产,各自的次品率分别为 5%,4%,2%;它们各 自的产品分别占总产量的 25%,35%,40%。将它们的产品混在一起,求任取一个产品 是次品的概率。 解 分析——总产品由各机床产品组成,总次品也来自各机床。注意解题的设 法。 设 B 1,B 2 ,B 3 分别是三个机床的产品,A 表示次品,则有 A B 1 B 2 B 3 且 B i B j =¢(i≠j,i,j=1,2,3)满足全概率公式,根据题意得 P(B 1 )=0.25,P(B 2 )=0.35,P(B 3 )=0.40 P(A|B 1 )=0.05,P(A|B 2 )=0.04,P(A|B 3 )=0.02 故 A=A(B 1 B 2 B 3 )=AB 1 AB 2 AB 3 依全概率公式得 P(A)= P(B 1 )P(A| B 1 )+P(B 2 )P(A| B 2 )+P(B 3 )P(A| B 3 ) =0.25×0.05+0.04×0.35+0.02×0.40 =0.0345 例 12 甲箱中有 5 个正品和三个次品,乙箱中有 4 个正品和 3 个次品,从甲箱中任 取 3 个产品放入乙箱,然后从乙箱中任取 1 个产品,求这个产品是正品的概率。 解 设 A={从乙箱中取得正品},则关于事件 A 有四种不同假设: B 1 ={从甲箱中取出的 3 个产品都是正品} B 2 ={从甲箱中取出的是 2 个正品和 1 个次品} B 3 ={从甲箱中取出的是 1 个正品和 2 个次品} B 4 ={从甲箱中取出的 3 个产品都是次品} 易知 P(B 1 )= C C 3 8 3 5 = 56 10 =0.1786