7.1.1 条件概率

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7.1.1 条件概率

2024-02-10 05:47| 来源: 网络整理| 查看: 265

基础知识 定义

一般地,设\(A\) ,\(B\)为两个事件,且\(P(A)>0\),称\(P(B \mid A)=\dfrac{P(A B)}{P(A)}\)为在事件\(A\)发生的条件下,事件\(B\)发生的条件概率. 解释 (1) 求“事件\(A\)已发生,事件\(B\)发生的概率”,可理解:如图,事件\(A\)已发生,则\(A\)为样本空间,此时事件\(B\)发生的概率是\(AB\)包含的样本点数与\(A\)包含的样本点数的比值,即 $$P(B \mid A)=\dfrac{n(A B)}{n(A)}=\dfrac{\frac{n(A B)}{n(\Omega)}}{\frac{n(A)}{n(\Omega)}}=\dfrac{P(A B)}{P(A)}$$ image.png (通俗些理解,条件概率只是缩小了样本空间,\(P(B | A)\)就是以\(A\)为样本空间计算\(AB\)的概率)  

【例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,

团员 非团员 合计 男生 \(16\) \(9\) \(25\) 女生 \(14\) \(6\) \(20\) 合计 \(30\) \(15\) \(45\)

求在选到团员的条件下,选到男生的概率. 解 用\(A\)表示事件“选到团员”,\(B\)表示事件“选到男生”, “在选到团员的条件下,选到男生”的概率就是“在事件\(A\)发生的条件下,事件\(B\)发生”的概率,记为\(P(B | A)\), 此时相当于以\(A\)为样本空间来考虑事件\(B\)发生的概率,而在新的样本空间中事件\(B\)就是积事件\(AB\),包含的样本点数\(n(AB)=16\), 根据古典概型知识可知, \(P(B \mid A)=\dfrac{n(A B)}{n(A)}=\dfrac{16}{30}=\dfrac{8}{15}\).  

【例2】某地\(7\)月份吹南风(事件\(A\))的概率是\(\dfrac{1}{3}\),下雨(事件\(B\))的概率是\(\dfrac{1}{4}\),即吹南风又下雨的概率是\(\dfrac{1}{5}\),求在吹南风的条件下下雨的概率是\(P(B│A)\), 在下雨的条件下吹南风的的概率是\(P(A│B)\). 解 \(P(B \mid A)=\dfrac{P(A B)}{P(A)}=\dfrac{\frac{1}{5}}{\frac{1}{4}}=\dfrac{4}{5}\), \(P(A \mid B)=\dfrac{P(A B)}{P(B)}=\dfrac{\frac{1}{5}}{\frac{1}{3}}=\dfrac{3}{5}\).  

(2) 当\(P(A)>0\)时,当且仅当事件\(A\)与\(B\)相互独立时,有\(P(B | A)=P(B)\). 证明 若事件\(A\)与\(B\)相互独立,即\(P(AB)=P(A)P(B)\),且\(P(A)>0\), 则\(P(B \mid A)=\dfrac{P(A B)}{P(A)}=\dfrac{P(A) P(B)}{P(A)}=P(B)\), 反之,若\(P(B | A)=P(B)\),且\(P(A)>0\),则 \(P(B)=\dfrac{P(A B)}{P(A)} \Rightarrow P(A B)=P(A) P(B)\), 即事件\(A\)与\(B\)相互独立.  

乘法公式

对任意两个事件\(A\)与\(B\),若\(P(A)>0\),则\(P(AB)=P(A)P(B | A)\).  

条件概率的性质

条件概率只是缩小了样本空间,条件概率同样具有概率的性质,可借助\(venn\)图理解. 设\(P(A)>0\),则 (1) \(P(Ω│A)=1\); (2) 如果\(B\)和\(C\)互斥,那么\(P[(B \cup C) | A]=P(B | A)+P(C | A)\); (3) 设\(\bar{B}\)和\(B\)互为对立事件,则\(P(\bar{B} | A)=1-P(B | A)\).  

基本方法 【题型1】求条件概率

【典题1】从\(1\),\(2\),\(3\),\(4\),\(5\)中任取\(2\)个不同的数,事件\(A=\)“取到的\(2\)个数之和为偶数”,事件\(B=\)“取到的\(2\)个数均为偶数”,则\(P(B|A)=\)(  )  A.\(\dfrac{1}{8}\) \(\qquad \qquad \qquad \qquad\) B.\(\dfrac{1}{4}\) \(\qquad \qquad \qquad \qquad\) C.\(\dfrac{2}{5}\) \(\qquad \qquad \qquad \qquad\) D.\(\dfrac{1}{2}\) 解析 方法1 \(P(B \mid A)=\dfrac{n(A B)}{n(A)}=\dfrac{C_2^2}{C_2^2+C_3^2}=\dfrac{1}{4}\). 方法2 \(\because P(A)=\dfrac{C_2^2+C_3^2}{C_5^2}=\dfrac{4}{10}\), \(P(A B)=\dfrac{C_2^2}{C_5^2}=\dfrac{1}{10}\), \(\therefore P(B \mid A)=\dfrac{P(A B)}{P(A)}=\dfrac{1}{4}\). 点拨 计算条件概率的两种方法: ① 在缩小后的样本空间\(A\)中计算事件\(B\)发生的概率,即 \(P(B \mid A)=\dfrac{n(A B)}{n(A)}\); ② 在原样本空间\(Ω\)中,先计算\(P(AB)\),\(P(A)\),再按公式 \(P(B \mid A)=\dfrac{P(A B)}{P(A)}\) 计算求得\(P(B|A)\).  

【典题2】某气象台统计,该地区在下雨的条件下刮四级以上的风概率为\(\dfrac{3}{8}\),下雨的概率为\(\dfrac{4}{15}\),刮四级以上的风概率为\(\dfrac{2}{15}\),设事件\(A\)为下雨,事件\(B\)为刮四级以上的风,则既刮四级以上的风又下雨的概率为\(\underline{\quad \quad}\),\(P(A∣B)=\) \(\underline{\quad \quad}\). 解析 由已知\(P(B∣A)=\dfrac{3}{8}\),\(P(A)=\dfrac{4}{15}\),\(P(B)=\dfrac{2}{15}\), 则既刮四级以上的风又下雨的概率为\(P(AB)=P(A)P(B | A)=\dfrac{4}{15}×\dfrac{3}{8}=\dfrac{1}{10}\), \(\therefore P(A \mid B)=\dfrac{P(A B)}{P(B)}=\dfrac{3}{4}\). 点拨 ① 对任意两个事件\(A\)与\(B\),若\(P(A)>0\),则\(P(AB)=P(A)P(B | A)\). ② 在解决条件概率问题时,要灵活掌握\(P(A)\),\(P(B)\),\(P(AB)\),\(P(B|A)\),\(P(A|B)\)之间的关系.即在应用公式求概率时,要明确题中的两个已知事件,搞清已知什么,求什么,再运用公式求概率.  

【巩固练习】

1.在某地区进行流行病调查,随机调查了\(100\)名某种疾病患者的年龄,发现该\(100\)名患者中有\(20\)名的年龄位于区间\([40,50)\)内.已知该地区这种疾病的患病率为\(0.15\%\),年龄位于区间\([40,50)\)内人口占该地区总人口的\(30\%\).现从该地区任选一人,若此人年龄位于区间\([40,50)\)内,则此人患该疾病的概率为(  )  A.\(0.001\) \(\qquad \qquad \qquad \qquad\) B.\(0.003\) \(\qquad \qquad \qquad \qquad\) C.\(0.005\) \(\qquad \qquad \qquad \qquad\) D.\(0.007\)  

2.小明每天上学途中必须经过\(2\)个红绿灯,经过一段时间观察发现如下规律:在第一个红绿灯处遇到红灯的概率是\(\dfrac{1}{2}\),连续两次遇到红灯的概率是\(\dfrac{1}{6}\),则在第一个红绿灯处小明遇到红灯的条件下,第二个红绿灯处小明也遇到红灯的概率为(  )  A.\(\dfrac{2}{3}\) \(\qquad \qquad \qquad \qquad\) B.\(\dfrac{3}{4}\) \(\qquad \qquad \qquad \qquad\) C.\(\dfrac{1}{3}\) \(\qquad \qquad \qquad \qquad\) D.\(\dfrac{1}{2}\)  

3.端午节为每年农历五月初五,又称端阳节、午日节、五月节等.端午节是中国汉族人民纪念屈原的传统节日,以围绕才华横溢、遗世独立的楚国大夫屈原而展开,传播至华夏各地,民俗文化共享,屈原之名人尽皆知,追怀华夏民族的高洁情怀.小华的妈妈为小华煮了\(8\)个粽子,其中\(5\)个甜茶粽和\(3\)个艾香粽,小华随机取出两个,事件\(A\)“取到的两个为同一种馅”,事件\(B\)“取到的两个都是艾香粽”,则\(P(B|A)=\)(  )  A.\(\dfrac{3}{5}\) \(\qquad \qquad \qquad \qquad\) B.\(\dfrac{3}{13}\) \(\qquad \qquad \qquad \qquad\) C.\(\dfrac{5}{8}\) \(\qquad \qquad \qquad \qquad\) D.\(\dfrac{13}{28}\)  

4.将两颗骰子各掷一次,设事件\(A=\)“两个点数不相同”,\(B=\)“至少出现一个\(6\)点”,则概率\(P(A|B)\)等于(  )  A.\(\dfrac{10}{11}\) \(\qquad \qquad \qquad \qquad\) B.\(\dfrac{5}{11}\) \(\qquad \qquad \qquad \qquad\) C.\(\dfrac{5}{18}\) \(\qquad \qquad \qquad \qquad\) D.\(\dfrac{5}{36}\)  

5.小赵、小钱、小孙、小李到\(4\)个景点旅游,每人只去一个景点,设事件\(A\)为“\(4\)个人去的景点不完全相同”,事件\(B\)为“小赵独自去一个景点”,则\(P(B|A)=\)(  )  A.\(\dfrac{3}{7}\) \(\qquad \qquad \qquad \qquad\) B.\(\dfrac{4}{7}\) \(\qquad \qquad \qquad \qquad\) C.\(\dfrac{5}{7}\) \(\qquad \qquad \qquad \qquad\) D.\(\dfrac{6}{7}\)  

6.某种疾病的患病率为\(0.5\%\),已知在患该种疾病的条件下血检呈阳性的概率为\(99\%\),则患该种疾病且血检呈阳性的概率为(  )  A.\(0.495\%\) \(\qquad \qquad \qquad \qquad\) B.\(0.9405\%\) \(\qquad \qquad \qquad \qquad\) C.\(0.9995\%\) \(\qquad \qquad \qquad \qquad\) D.\(0.99\%\)  

7.将甲、乙、丙、丁\(4\)名志愿者随机派往①,②,③三个社区进行核酸信息采集,每个社区至少派\(1\)名志愿者,\(A\)表示事件“志愿者甲派往①社区”;\(B\)表示事件“志愿者乙派往①社区”;\(C\)表示事件“志愿者乙派往②社区”,则(  )  A.\(P(A)=\dfrac{1}{3}\) \(\qquad\) B.事件\(A\)与\(C\)为互斥事件 \(\qquad\) C. \(P(C \mid A)=\dfrac{5}{12}\) \(\qquad\) D. \(P(B \mid A)=\dfrac{1}{9}\)    

参考答案

答案 \(A\) 解析 设从该地区任选一人,若此人年龄位于区间\([40,50)\)内为事件\(A\),此人患该疾病为事件\(B\),则 \(P(B \mid A)=\dfrac{P(A B)}{P(A)}=\dfrac{0.15 \% \times \frac{20}{100}}{30 \%}=0.001\).故选:\(A\). 答案 \(C\) 解析 设“小明在第一个红绿灯处遇到红灯”为事件\(A\), “小明在第二个红绿灯处遇到红灯”为事件\(A\), 则由题意可得\(P(A)=\dfrac{1}{2}\),\(P(AB)=\dfrac{1}{6}\), 则在第一个红绿灯处小明遇到红灯的条件下, 第二个红绿灯处小明也遇到红灯的概率为 \(P(B \mid A)=\dfrac{P(A B)}{P(A)}=\dfrac{1}{3}\). 故选:\(C\). 答案 \(B\) 解析 根据题意,小华的妈妈为小华煮了\(8\)个粽子,其中\(5\)个甜茶粽和\(3\)个艾香粽,小华随机取出两个,共有\(28\)种取法, 又事件\(A\)“取到的两个为同一种馅”,事件\(B\)“取到的两个都是艾香粽”, 则\(P(A)=\dfrac{C_5^2+C_3^2}{C_8^2}=\dfrac{13}{28}\), \(P(A B)=\dfrac{C_3^2}{C_8^2}=\dfrac{3}{28}\), 所以 \(P(B \mid A)=\dfrac{P(A B)}{P(A)}=\dfrac{3}{13}\), 故选:\(B\). 答案 \(A\) 解析 根据条件概率的含义,\(P(A|B)\)其含义为在\(B\)发生的情况下,\(A\)发生的概率, 即在“至少出现一个\(6\)点”的情况下,“两个点数都不相同”的概率, “至少出现一个\(6\)点”的情况数目为\(6×6-5×5=11\), “两个点数都不相同”则只有一个\(6\)点,共\(C_2^1×5=10\)种, 故\(P(A \mid B)=\dfrac{10}{11}\). 故选:\(A\). 答案 \(A\) 解析 小赵独自去一个景点,则有\(4\)个景点可选,其余\(3\)人只能在小赵剩下的\(3\)个景点中选择,可能性为\(3×3×3=27\)种 所以小赵独自去一个景点的可能性为\(4×27=108\)种, 因为\(4\)个人去的景点不相同的可能性\(4^4-4=252\)种, 所以\(P(B \mid A)=\dfrac{108}{252}=\dfrac{3}{7}\). 故选:\(A\). 答案 \(A\) 解析 设事件\(A\)表示“患某种疾病”,设事件\(B\)表示“血检呈阳性”, 则\(P(A)=0.5\%\),\(P(B|A)=99\%\), \(\therefore\)患该种疾病且血检呈阳性的概率为:\(P(AB)=0.5\%×99\%=0.495\%\). 故选:\(A\). 答案 \(C\) 解析 每个社区至少派\(1\)名志愿者的所有可能情况有\(\dfrac{C_4^2 C_2^1 C_1^1}{A_2^2} \cdot A_3^3=36\)种分法, \(A\)表示事件志愿者甲派往①社区的分法有\(A_3^3+C_3^2 A_2^2=12\)种,\(P(A)=\dfrac{1}{3}\),\(A\)错误; 由已知可\(A\)事件“志愿者甲派往①社区与\(C\)事件“志愿者乙派往②社区有可能同时发生,即\(A\)与\(C\)不是互斥事件,\(B\)错误; 由\(C\)表示事件志愿者乙派往②社区的分法有\(A_3^3+C_3^2 A_2^2=12\)种,\(P(C)=\dfrac{1}{3}\), \(P(A C)=\dfrac{C_3^1+C_2^1}{36}=\dfrac{5}{36}\), 所以\(P(C \mid A)=\dfrac{P(A C)}{P(A)}=\dfrac{\frac{5}{36}}{\frac{1}{3}}=\dfrac{5}{12}\),\(C\)正确; \(P(B \mid A)=\dfrac{P(A B)}{P(A)}=\dfrac{\frac{1}{18}}{\frac{1}{3}}=\dfrac{1}{6}\),\(D\)错误. 故选:\(C\).   【题型2】 条件概率的性质

【典题1】已知随机事件\(A\) ,\(B\),\(C\)满足\(0



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