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条件概率 Conditional Probability
定义 设A,B为同一个随机试验中的两个随机事件 , 且P(B)>0, 则称 为在事件B发生的条件下,事件A发生的条件概率.
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条件概率 P(A|B)的样本空间 Sample space Reduced sample space given event B
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乘法法则 推广
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全概率公式 设A1 ,A2 ,...,An 构成一个完备事件组,且P(Ai )>0 ,i=1,2,...,n,则对任一随机事件B,有
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贝叶斯公式 Bayes’ Theorem 证明 设A1,A2,…, An构成完备事件组,且诸P(Ai)>0)
B为样本空间的任意事件,P( B) >0 , 则有 ( k =1 , 2 , … , n) 证明
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事件的独立性与独立试验概型
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一、事件的独立性引例 一个盒子中有6只黑球、4只白球,从中有放回地摸球。求(1) 第一次摸到黑球的条件下,第二次摸到黑球的概率;(2) 第二次摸到黑球的概率。 例 解 A={第一次摸到黑球},B={第二次摸到黑球} 则
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事件的独立性 independence 定义 设A、B为任意两个随机事件,如果 P(B|A)=P(B)
即事件B发生的可能性不受事件A的影响,则称事件B对于事件A独立. 显然,B对于A独立,则A对于B也独立,故称A与B相互独立.
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事件的独立性 判别 事件A与事件B独立的充分必要条件是 证明 实际问题中,事件的独立性可根据问题的实际意义来判断
如甲乙两人射击,“甲击中”与“乙击中”可以 认为相互之间没有影响,即可以认为相互独立
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例如 一个家庭中有若干个小孩,假设生男生女是
等可能的,令A={一个家庭中有男孩、又有女孩}, B={一个家庭中最多有一个女孩},对下列两种情形, 讨论A与B的独立性:(1)家庭中有两个小孩; (2)家庭中有三个小孩。 解 情形(1)的样本空间为 Ω={(男男),(男女),(女男),(女女)} 此种情形下,事件A、B是不独立的。
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例如 一个家庭中有若干个小孩,假设生男生女是
等可能的,令A={一个家庭中有男孩、又有女孩}, B={一个家庭中最多有一个女孩},对下列两种情形, 讨论A与B的独立性:(1)家庭中有两个小孩; (2)家庭中有三个小孩。 解 情形(2)的样本空间为 Ω={(男男男),(男男女),(男女男),(女男男) (男女女),(女男女),(女女男),(女女女)} 此种情形下,事件A、B是独立的。
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直觉未必可信 必须深入研究
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定理 下列四组事件,有相同的独立性: 证明 若A、B独立,则 所以, 独立。
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概念辨析 事件A与事件B独立 事件A与事件B互不相容 事件A与事件B为对立事件
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甲乙二人向同一目标射击,甲击中目标的概率为0. 6,乙击中目标的概率为0
甲乙二人向同一目标射击,甲击中目标的概率为0.6,乙击中目标的概率为0.5。试计算 1)两人都击中目标的概率;2)恰有一人击中目标的概率;3)目标被击中的概率。 例 解 设A表示“甲击中目标”,B表示“乙击中目标” 则
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有限多个事件的独立性 如果事件A,B,C满足 P(AB)=P(A)P(B) P(AC)=P(A)P(C)
P(BC)=P(B)P(C) P(ABC)=P(A)P(B)P(C) 则称事件A,B,C相互独立。 事件A,B,C相互独立与事件A,B,C两两独立不同,两两独立是指上述式子中前三个式子成立。因此,相互独立一定两两独立,但反之不一定。 注意
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例 设同时抛掷两个均匀的正四面体一次,每 一个四面体标有号码1,2,3,4。令 A={第一个四面体的触地面为偶数}
B={第二个四面体的触地面为奇数} C={两个四面体的触地面同时为奇数,或者同时为偶数} 试讨论A、B、C的相互独立性。
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A={第一个…为偶数};B={第二个…为奇数}
C={两个…同时为奇数,或者同时为偶数} 解 试验的样本空间为 所以,A、B、C 两两独立,但总 起来讲不独立。
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定义 共有(2n-n-1)个等式
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对满足相互独立的多个事件,有
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好! 例 加工某一种零件需要经过三道工序,设三道工序的次品率分别为2%,1%,5% ,假设各道工序是互不影响的.求加工出来的零件的次品率.
例 加工某一种零件需要经过三道工序,设三道工序的次品率分别为2%,1%,5% ,假设各道工序是互不影响的.求加工出来的零件的次品率. 解 设A1 ,A2 ,A3 分别表示第一、第二、第三道工序出现次品,则依题意:A1 ,A2 ,A3 相互独立,且 P(A1)=2 % , P(A2)=1% , P(A3)=5% 又设A表示加工出来的零件是次品, 则 A=A1∪A2∪A3 方法2 (用对立事件的概率关系) 好! =1-(1- 0.02)(1- 0.01)(1- 0.05) =
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将试验E重复进行n次,若各次试验的结果互不影响,则称这n次试验是相互独立的.
贝努利试验 Bernoulli trials 相互独立的试验 将试验E重复进行n次,若各次试验的结果互不影响,则称这n次试验是相互独立的. 贝努利试验 设随机试验E只有两种可能的结果:A及 ,且P(A)=p,在相同的条件下将E重复进行n次独立试验,则称这一串试验为n重贝努利试验,简称贝努利试验(Bernoulli trials).
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例 一批产品的次品率为 5%,从中每次任取一个,检验后放回,再取一个, 连取 4 次.求 4 次中恰有 2 次取到次品的概率.
例 一批产品的次品率为 5%,从中每次任取一个,检验后放回,再取一个, 连取 4 次.求 4 次中恰有 2 次取到次品的概率. 分析 n = 4 的 Bernoulli 试验 设 B={恰好有 2 次取到次品}, A={取到次品}, 则 ={取到正品}. Ai={第i次抽样抽到次品}
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四次抽样中A恰好发生两次(有两次取到次品)的情况有
因为A1,A2,A3,A4 相互独立,所以
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贝努利定理 二项概率 定理 设在一次试验中事件A发生的概率为 p (0<p<1) ,
则A在n次贝努里试验中恰好发生 k次的概率为 ( k= 0,1,2,...,n ) 二项概率 其中
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解 例 有一批棉花种子,其出苗率为0.67,现每穴种4粒种子, (1) 求恰有k粒出苗的概率(0≤k≤4);
例 有一批棉花种子,其出苗率为0.67,现每穴种4粒种子, (1) 求恰有k粒出苗的概率(0≤k≤4); (2) 求至少有两粒出苗的概率. 解 (1) 该试验为4 重贝努利试验 (2) 设B表示至少有2粒出苗的事件,则
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例 设某人打靶,命中率为0.7,重复射击5次,求恰好命中3次的概率。
解 该试验为5重贝努利试验,且 n=5,p=0.7;q=0.3;k=3 所求概率为
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例 设某电子元件的使用寿命在1000小时以上的概率为0
例 设某电子元件的使用寿命在1000小时以上的概率为0.2,当三个电子元件相互独立使用时,求在使用了1000小时的时候,最多只有一个损坏的概率。 解 设A表示“元件使用1000小时不坏”,则 设B表示“三个元件中至多一个损坏”,则
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例 一批种子的发芽率为80%,试问每穴至少播种几粒种子,才能保证99%以上的穴不空苗。
分析:“穴不空苗”即“至少有一颗种子发芽” 解 假设播n颗种子,则依题意可得 即 可解得 所以,每个穴中宜种3颗种子。
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例题选讲
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练一练 求下列事件 解
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练一练 用x, y, z 表示下列事件的概率: 解
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讨论 将线段AB任意分成三段AC、CD、DB,试求这 三段可构成三角形的概率。 解 如图,设AB长为1,AC长为x,CD长为y,则
DB长为1-x-y A C D B 于是x,y应满足 设A表示“三段可构成三角形” 则A发生的充分必要条件是 所以,所求概率为0.25
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讨论 发报台分别以概率 0.6 和 0.4发出信号“ .” 和“ - ”,由于通信系统受到干扰,当发出信
号“ .”时,收报台分别以概率 0.8 及 0.2 收 到信号 “ .”和“ - ”,同样,当发报台发 出信号“ - ”时,收报台分别以概率 0 .9 和 0.1 收到信号“ - ”和“ .”.求 (1) 收报台收到信号“ .”的概率. (2) 当收报台收到信号“ .”时,发报台确系 发出信号“ .”的概率.(P26练习24) 设“发出信号.”为事件A,“接收信号.”为B 则
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讨论 爱滋病普查:使用一种血液试验来检测人体内是 否携带爱滋病病毒.设这种试验的假阴性比例为5% (即在携带病毒的人中,有5%的试验结果为阴
性),假阳性比例为1%(即在不携带病毒的人中, 有1%的试验结果为阳性).据统计人群中携带病毒 者约占1‰,若某人的血液检验结果呈阳性,试问该 人携带爱滋病毒的概率.(P27练习33) 符号引入:“携带病毒”为A,“实验呈阳性”为B,则 求 (贝叶斯公式)
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2, 在一盒子中装有15个乒乓球,其中有9个新球。
在第一次比赛时任意取出三个球,比赛后仍放回原 盒中;在第二次比赛时同样任意取出三个球,求第 二次取出的三个球均为新球的概率。 解 设第一次取出的球为“3新”、“2新1旧”、“1新2旧” “3旧”分别为事件A1、A2、A3、A4;“第二次取 出三个新球”为事件B,则
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某工人照看三台机床,一个小时内1号,2号,3号机床需要照看的概率分别为0. 3, 0. 2, 0
某工人照看三台机床,一个小时内1号,2号,3号机床需要照看的概率分别为0.3, 0.2, 0.1。设各机床之间是否需要照看是相互独立的,求在一小时内:1)没有一台机床需要照看的概率;2)至少有一台不需要照看的概率;3)至多有一台需要照看的概率。 解 设Ai表示“第i台机床需要照看”,(i=1,2,3) 则 P(A1)=0.3; P(A2)=0.2; P(A3)=0.1;
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