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7.1.1 条件概率
条件概率与全概率公式
第七章
7.1
学习目标
1.结合古典概型,了解条件概率的概念,能计算简单随机事件的条件概率.
2.结合古典概型,了解条件概率与事件的独立性的关系.
3.结合古典概型,会利用乘法公式计算概率.
核心素养:数学建模、逻辑推理、数学运算.
新知学习
在必修“概率”一章的学习中,我们遇到过求同一试验中两个事件同时发生(积事件)的概率的问题.当事件相互独立时,有
如果事件不独立,如何表示积事件的概率呢?
问题1 某个班级有45名学生,其中男生、女生的人数及团员的人数如下表(单位:人)所示.
团员 非团员 合计
男生 16 9 25
女生 14 6 20
合计 30 15 45
在班级里随机选择一人做代表,
(1)选到男生的概率是多少?
(2)如果已知选到的是团员,那么选到的是男生的概率是多少?
随机选择一人做代表,则样本空间包含45个等可能的样本点.用表示事件“选到团员”,表示事件“选到男生”,根据上表中的数据可以得出,,
(1)根据古典概型知识可知,选到男生的概率
==.
(2)“在选到团员的条件下,选到男生”的概率就是“在事件发生的条件下,事发生”的概率,记为.此时相当于以为样本空间来考虑事件发生的概率,而在新的样本空间中事件就是积事件,包含的样本点数.根据古典概型知识可知,==.
问题2 假定生男孩和生女孩是等可能的,现考虑有两个小孩的家庭.随机选择一个家庭,那么
(1)该家庭中两个小孩都是女孩的概率是多大?
(2)如果已经知道这个家庭有女孩,那么两个小孩都是女孩的概率又是多大?
观察两个小孩的性别,用表示男孩,表示女孩,则样本空间,且所有样本点是等可能的.用表示事件“选择的家庭中有女孩”,表示事件“选择的家庭中两个孩子都是女孩”,则
(1)根据古典概型知识可知,该家庭中两个小孩都是女孩的概率
=.
(2)“在选择的家庭有女孩的条件下,两个小孩都是女孩”的概率就是“在事件发生的条件下,事件发生”的概率,记为.此时成为样本空间,事件就是积事件根据古典概型知识可知,
=.
探究:在问题1和问题2中,都有.一般地,不一定相等.如果相等,那么事件应满足什么条件?
直观上看,当事件相互独立时,事件发生与否不影响事件B发生的概率,这等价于成立.
事实上,若事件相互独立,即,则=;
反之,若,则
即事件相互独立.
因此,当时,当且仅当事件相互独立时,有.
新知讲解
在上面两个问题中,在事件A发生的条件下,事件B发生的概率都是.
这个结论对于一般的古典概型仍然成立.事实上,如图所示,若已知事件发生,则成为样本空间.此时,事件发生的概率是包含的样本点数与包含的样本点数的比值,即.
因为===,
所以,在事件发生的条件下,事件发生的概率还可以通过来计算.
一般地,设为两个随机事件,且P(A)>0,我们称
为在事件发生的条件下,事件发生的条件概率,简称条件概率.
思考:对于任意两个事件,如果已知,如何计算呢?
由条件概率的定义,对任意两个事件,则
我们称上式为概率的乘法公式(multiplication formula).
典例剖析
例1 在5道试题中有3道代数题和2道几何题,每次从中随机抽出1道题,抽出的题不再放回.
求:
(1)第1次抽到代数题且第2次抽到几何题的概率;
(2)在第1次抽到代数题的条件下,第2次抽到几何题的概率.
解法1:设“第1次抽到代数题”,“第2次抽到几何题”.
(1)“第1次抽到代数题且第2次抽到几何题”就是事件.从5道试题中每次不放回地随机抽取2道,试验的样本空间包含20个等可能的样本点,即=A25=5×4=20.
因为A13×A12=3×2=6,所以==.
(2)“在第1次抽到代数题的条件下,第2次抽到几何题”的概率就是事件发生的条件下,事件发生的概率,显然.利用条件概率公式,得==.
解法2:在缩小的样本空间上求.已知第1次抽到代数题,这时还余下4道试题,其中代数题和几何题各2道.因此,事件发生的条件下,事件发生的概率为
.
又,利用乘法公式可得×=.
提示:从例1可知,求条件概率有两种方法:一种是基于样本空间,先计算和,再利用条件概率公式求;另一种是根据条件概率的直观意义,增加了“发生”的条件后,样本空间缩小为就是以为样本空间计算的概率.
条件概率只是缩小了样本空间,因此条件概率同样具有概率的性质.设,则
(1);
(2)如果是两个互斥事件,则;
(3)设和互为对立事件,则(|).
例2 已知3张奖券中只有1张有奖,甲、乙、丙3名同学依次不放回地各随机抽取1张.他们中奖的概率与抽奖的次序有关吗?
解:用分别表示甲、乙、丙中奖的事件,则,.
;
()=()|)=×=;
()=()(|)=×=.
因为所以中奖的概率与抽奖的次序无关.
事实上,在抽奖问题中,无论是放回随机抽取还是不放回随机抽取,中奖的概率都与抽奖的次序无关.
例3 银行储蓄卡的密码由6位数字组成.某人在银行自助取款机上取钱时,忘记了密码的
最后1位数字.求:
(1)任意按最后1位数字,不超过2次就按对的概率;
(2)如果记得密码的最后1位是偶数,不超过2次就按对的概率.
解:(1)设“第次按对密码”,则事件“不超过2次就按对密码”可表示为.
事件与事件互斥,由概率的加法公式及乘法公式,得
()=()|)=+×=.
因此,任意按最后1位数字,不超过2次就按对的概率为.
(2)设=“最后1位密码为偶数”,则
(|)=+=.
因此 ,如果记得密码的最后1位是偶数,不超过2次就按对的概率为.
随堂小测
1.某校从6名学生干部(其中女生4人,男生2人)中选3人参加学校的汇演活动,在女生甲被选中的情况下,男生乙也被选中的概率为 ( )
A. B. C. D.
2.某班组织由甲、乙、丙等5名同学参加的演讲比赛,现采用抽签法决定演讲顺序,在“学生甲不是第一个出场,学生乙不是最后一个出场”的前提下,学生丙第一个出场的概率为 ( )
A. B. C. D.
B
A
3.气象资料表明,某地区每年七月份刮台风的概率为,在刮台风的条件下,下大雨的概率为,则该地区七月份既刮台风又下大雨的概率为 ( )
A. B. C. D.
B
4.在一个袋子中装有10个球,设有1个红球,2个黄球,3个黑球,4个白球,从中依次摸2个(摸出第1个不放回),求在第一个球是红球的条件下,第二个球是黄球或黑球的概率.
课堂小结
条件概率
乘法公式
(1);
(2)如果是两个互斥事件,则;
(3)设和互为对立事件,则(|).
条件概率的性质
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