7.1.2 全概率公式 第七章 随机变量及其分布 人教A版选择性必修第三册 学案

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名称 7.1.2 全概率公式 第七章 随机变量及其分布 人教A版选择性必修第三册 学案
格式 doc
文件大小 250.5KB
资源类型 试卷
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2022-03-21 08:09:59

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文档简介

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第七章 随机变量及其分布
7.1.2 全概率公式
学习指导 核心素养
1.结合古典概型,会用全概率公式计算概率.2.了解贝叶斯公式. 数学建模、数学运算:全概率公式的应用.
1.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)=(Ai)P(B|Ai).
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.
1.怎样从应用角度理解全概率公式?
提示:(1)求复杂事件的概率时,可以按照某种标准,将一个复杂事件表示为两两互斥事件的并,再由概率的加法公式和乘法公式求出这个复杂事件的概率.
(2)如图,B发生的概率与P(BAi)(i=1,2,…,n)有关,且B发生的概率等于所有这些概率的和,即P(B)= (BAi) (Ai)P(B|Ai).
2.贝叶斯公式有什么作用?
提示:在事件B已经发生的条件下,贝叶斯公式可用来寻找导致B发生的各种“原因”Ai发生的概率.
3.怎样理解条件概率、全概率公式、贝叶斯公式之间的关系?
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(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)贝叶斯公式是在“结果”已经发生条件下,寻找各“原因”发生的条件概率.(  )
答案:(1)√ (2)× (3)√
2.甲、乙、丙三个车间生产同一种产品,其产量分别是总量的25%,35%,40%,次品率分别为5%,4%,2%.从这批产品之中任取一件,则它是次品的概率为(  )
A.0.012 3          B.0.023 4
C.0.034 5 D.0.045 6
解析:选C.本题为简单的全概率公式的应用,从这批产品之中任取一件,则它是次品的概率为0.25×0.05+0.35×0.04+0.4×0.02=0.034 5.
3.设工厂A和工厂B的产品的次品率分别为1%和2%,现从A厂和B厂的产品分别占60%和40%的一批产品中随机抽取一件,发现是次品,则该次品是A厂的概率为    .
解析:记C={取得的产品是A厂生产的},D={取得的产品是次品},由题意知,P(C)=0.6,P()=0.4,P(D|)=0.02,P(D|C)=0.01.因此P(C|D)==eq \f(P(C)P(D|C),P()P(D|)+P(C)P(D|C))=.
答案:
4.一电器商店出售两家工厂生产的电视机,甲厂的电视机占70%,乙厂的电视机占30%.甲厂的电视机合格率为95%,乙厂的电视机合格率为80%,求该商店所售电视机的合格率.
解:设事件A=“合格电视机”,事件B=“甲厂电视机”,事件C=“乙厂电视机”,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.
故该商店所售电视机的合格率为90.5%.
探究点1 全概率公式
[问题探究]
什么情况下使用全概率公式?
探究感悟:如果某一事件B的发生有各种原因Ai(i=1,2,…,n)引起,则B发生的概率是Ai引起B发生的概率之和,此时即可使用全概率公式.
例 假设某市场供应的智能手机中,市场占有率和优质率的信息如下表所示:
品牌 甲 乙 其他
市场占有率 50% 30% 20%
优质率 95% 90% 70%
在该市场中任意买一部智能手机,求买到的是优质品的概率.
【解】 用A1,A2,A3分别表示买到的智能手机为甲品牌、乙品牌、其他品牌的事件,B表示买到的是优质品的事件,则Ω=A1∪A2∪A3,且A1,A2,A3两两互斥,依据已知可得P(A1)=50%,P(A2)=30%,P(A3)=20%,且P(B|A1)=95%,P(B|A2)=90%,P(B|A3)=70%,因此,由全概率公式有P(B)=P(A1)P(B|A1)+P(A2)·P(B|A2)+P(A3)P(B|A3)=50%×95%+30%×90%+20%×70%=88.5%.
全概率公式针对的是某一个过程中已知条件求出最后结果的概率,解题步骤如下:
(1)找出条件事件里的某一个完备事件组,分别命名为Ai;
(2)命名目标的概率事件为事件B;
(3)代入全概率公式求解. 
某投篮小组共有20名投手,其中一级投手4人,二级投手8人,三级投手8人,一、二、三级投手能通过选拔进入比赛的概率分别是0.9,0.7,0.4.求任选一名投手能通过选拔进入比赛的概率.
解:设Ai=“选出的i级投手”,i=1,2,3,则A1,A2,A3构成一个完备事件组,有
A1∪A2∪A3=Ω,且A1,A2,A3两两互斥.
由题意知P(A1)=,P(A2)=,P(A3)=,
设B=“选出的投手能通过选拔进入比赛”,
则P(B)=P(A1)P(B|A1)+P(A2)P(B|A2)+
P(A3)P(B|A3)
=×0.9+×0.7+×0.4=0.62.
即任选一名投手能通过选拔进入比赛的概率为0.62.
探究点2 贝叶斯公式
[问题探究]
贝叶斯公式和全概率公式有什么联系?
探究感悟:贝叶斯公式其实就是全概率公式的一种变形,它与全概率公式是互逆应用的,当结果发生了,求某个原因的概率就用贝叶斯公式.
例 某人到武汉参加会议,他乘火车、轮船、汽车或飞机去的概率分别为0.2,0.1,0.3,0.4.如果他乘火车、轮船、汽车前去,迟到的概率分别为,和,乘飞机不会迟到.结果他迟到了,则他乘汽车去的概率是多少?
【解】 设A=“迟到”,
B1=“乘火车”,B2=“乘轮船”,
B3=“乘汽车”,B4=“乘飞机”,
根据题意,有
P(B1)=0.2,P(B2)=0.1,P(B3)=0.3,P(B4)=0.4,
P(A|B1)=,P(A|B2)=,P(A|B3)=,P(A|B4)=0,
由贝叶斯公式,有P(B3|A)====0.5,即他乘汽车去的概率为0.5.
应用贝叶斯公式的解题步骤
(1)找出目标条件所在的完备事件组,并命名;
(2)命名已知会发生的结果事件;
(3)带入贝叶斯公式求解. 
一批树苗100株为一捆,抽取10株检查,有病株,则不通过.
一捆树苗中的病株数 0 1 2 3 4
概率 0.1 0.2 0.4 0.2 0.1
求一捆树苗通过检查,没有病株的概率.
解:设Ai={一捆树苗中有i株病株|i=0,1,2,3,4},
B={一捆树苗通过检查},则Ω=A0∪A1∪A2∪A3∪A4,且A0,A1,A2,A3,A4两两互斥,由题设所给条件,可求出P(B|A0)=1,P(B|A1)=0.9,P(B|A2)≈0.81,P(B|A3)≈0.73,P(B|A4)≈0.65,由全概率公式知所求的概率为P(B)=(Ai)P(B|Ai)=0.1×1+0.2×0.9+0.4×0.81+0.2×0.73+0.1×0.65=0.815.
由贝叶斯公式得所求概率为
P(A0|B)==≈0.122 7.
探究点3 全概率公式与贝叶斯公式的综合应用
例 同一种产品由甲、乙、丙三个厂供应.由长期的经验知,三家的正品率分别为0.95,0.90,0.80,三家产品数所占比例为2∶3∶5,混合在一起.
(1)从中任取一件,求此产品为正品的概率;
(2)现取到一件产品为正品,问它是由甲、乙、丙三个厂中哪个厂生产的可能性大?
【解】 设事件A表示“取到的产品为正品”,B1,B2,B3分别表示“产品由甲、乙、丙厂生产”.则Ω=B1∪B2∪B3,且B1,B2,B3两两互斥,
由已知P(B1)=0.2,P(B2)=0.3,P(B3)=0.5,
P(A|B1)=0.95,P(A|B2)=0.9,P(A|B3)=0.8.
(1)由全概率公式得
P(A)=(Bi)P(A|Bi)=0.2×0.95+0.3×0.9+0.5×0.8=0.86.
(2)由贝叶斯公式得
P(B1|A)===,
P(B2|A)===,
P(B3|A)===.
由以上3个数作比较,可知这件产品由丙厂生产的可能性最大.
全概率公式和贝叶斯公式的使用策略
若随机试验可以分两个阶段进行,且第一阶段的各试验结果具体怎样未知,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. 
设某批产品中,甲、乙、丙三厂生产的产品分别占45%,35%,20%,各厂的产品的次品率分别为4%,2%,5%,现从中任取一件.
(1)求取到的是次品的概率;
(2)经检验发现取到的产品为次品,求该产品是甲厂生产的概率.
解:记事件A1=“该产品为甲厂生产的”,事件A2=“该产品为乙厂生产的”,事件A3=“该产品为丙厂生产的”,事件B=“该产品是次品”.则Ω=A1∪A2∪A3,且A1,A2,A3两两互斥,由题设,知
P(A1)=45%,P(A2)=35%,P(A3)=20%,P(B|A1)=4%,P(B|A2)=2%,P(B|A3)=5%.
(1)由全概率公式得
P(B)=(Ai)P(B|Ai)=3.5%.
(2)由贝叶斯公式(或条件概率定义),得P(A1|B)===.
当堂自测
1.袋中有50个乒乓球,其中20个是黄球,30个是白球.今有两人依次随机地从袋中各取一球,取后不放回,则第二人取得黄球的概率为(  )
A.           B.
C. D.
解析:选D.设事件A表示“第一个人取得黄球”,事件B表示“第二个人取得黄球”,则P(B)=P(A)P(B|A)+P()P(B|)=×+×=.
2.设某公路经过的货车与客车的数量之比为1∶3,货车中途停车修车的概率为0.03,客车为0.02,今有一辆汽车中途停车修理,则该车是客车的概率是(  )
A. B.
C. D.
解析:选B.设事件B={中途停车修理},事件A1={经过的是客车},事件A2={经过的是货车},则B=A1B∪A2B.由贝叶斯公式有P(A1|B)

==.
3.(多选)(2021·山东省模拟)甲罐中有5个红球、2个白球和3个黑球,乙罐中有4个红球、3个白球和3个黑球.先从甲罐中随机取出一球放入乙罐,分别以A1,A2和A3表示由甲罐取出的球是红球、白球和黑球的事件,再从乙罐中随机取出一球,以B表示由乙罐取出的球是红球的事件.则下列结论中正确的是(  )
A.P(B)=
B.P(B|A1)=
C.事件B与事件A1相互独立
D.A1,A2,A3是两两互斥的事件
解析:选BD.由题意知,A1,A2,A3是两两互斥的事件,P(A1)==,P(A2)==,P(A3)=,P(B|A1)=,P(B|A2)=,P(B|A3)=,故B,D正确.而P(B)=P(A1B)+P(A2B)+P(A3B)
=P(A1)P(B|A1)+P(A2)P(B|A2)+P(A3)P(B|A3)
=×+×+×
=≠P(B|A1),
所以事件B与事件A1不是相互独立的,故A,C不正确.
4.一项血液化验用来鉴别是否患有某种疾病,在患有此种疾病的人群中通过化验有95%的人呈阳性反应,而健康的人通过化验也会有1%的人呈阳性反应,某地区此种病患者占人口数的0.5%,则:
(1)某人化验结果为阳性的概率为    ;
(2)若此人化验结果为阳性,则此人确实患有此病的概率为    .
解析:事件A=“呈阳性反应”,事件B=“患有此种病”.
(1)P(A)=0.5%×95%+99.5%×1%=1.47%.
(2)P(B|A)===.
答案:(1)1.47% (2)
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