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1.3 条件概率与乘法公式


• (1)抽到的同学来自山东的概率;
• (2)抽到的同学是女生的概率;
• (3)抽到的同学是来自山东的女生的概率;
• (4)若发现抽到的是女生,她来自山东的概率.
• 解 令 A “抽到的同学来自山东”B, “抽到的同学是女生”,
则根据古典概型公式有:
• (1) • (2)
P( A)

#A #

件A发生的概率P( A)是不相同的,与P( AB)也是不同的.我们称之为"在事件
B发生的条件下,事件A发生的条件概率",记P( A | B),
事件AB与事件A | B可用文氏图表示 (见图1 8、图1 9).
图1-8
图1-9
• 图1-8中阴影部分表示事件 AB ,图1-9中深色阴影部
分表示事件 A | B ,本来样本空间为 ,当 B 发生以 后,样本空间缩减为 B ,而 P(A | B)是在缩减了的样
解 设事件A、B、C分别表示甲、乙、丙抽到难签, 则
(1)
P(
A)

4 10

0.4
(2) P(AB) P( A)P(B
A)

4 10
3 9

2 15
(3) P(AB) P( A)P(B
A)
6 4 4 10 9 15
(4)
P(ABC) P(A)P(B
A)P(C
AB)

4 10
3 9
注 : (1)P( AB) P( A)P(B)
(2)乘法公式给出了一种计算“积事件”概率的方法 (3)当P(AB)不容易直接求得时,可考虑利用P(A)与
P(B|A)的乘积或P(B)与P(A|B)的乘积间接求得。
例1 某批产品中,甲厂生产的产品占60%,已知甲厂 的产品的次品率为10%,从这批产品中随意的抽取一 件,求该产品是甲厂生产的次品的概率.

10 100

9 99

90 98

0.00835
• 例4 一盒中装有大小、形状相同的 a 个红球,b个黑球,每次摸出一个球, 看过它的颜色后仍放回盒中,并且加进与这个球颜色相同的球 c 个.求连 续三次都摸到红球的概率.
解:设Ai “第i次摸到红球” (i 1, 2, 3), B "连续三次都摸到红球 ",则 P(B) P( A1 A2 A3 ) P( A1)P( A2 | A1) P( A3 | A1 A2 )
缩小为只取 B 所包含的样本点。 有利事件为 AB。
计算条件概率P(A | B)的两种方法:
1)在缩减后的样本空间B中求事件A的概率,即 P(A|B);
2)在样本空间 中,首先计算 P(AB),P(B),再计

P( A B) P( AB) P(B)
例3 一个家庭中有三个小孩,已知其中一个是女孩,求至少有 一个是男孩的概率(假定男、女出生率一样)
P( A | B) P( AB) P( A B) 0.1 1 . P(B) 1 P(B) 0.7 7
• 例 设A, B 是两个随机事件,且 0 P( A) 1 P(B | A) P(B | A) 求证:P( AB) P( A)P(B) .
•证
由于
P(B
|
A)

c
c

a
a
b
2c 2c
.
上述模型曾被卜里耶(Ρólya)用来作为描述传染病的数学模型.也 是一般的摸球模型,特别取c 0 时,则是有放回摸球;当c 1 时,
则是不放回摸球.
•例
设 A, B 是两个随机事件,且 P(A) P(B) 0.3 P( A B) 0.4 试计算 P( A | B), P( A B), P( A | B).
1.3.1 条件概率
例1 先后掷两枚均匀的硬币,观察出现的面.
样本空间: ={ (正 , 正) , (正 , 反) , (反 , 正) , (反 , 反) }
令A={有一正一反},B={至少有一个正面},则
P(A)
1 2
假如把条件限定在“至少有一个正面”(即:B已发生)
问“有一正一反”(即:A再发生)的概率? 答案:2/3.
•即
P( AB) P( A)P(B) .
• 例 同宿舍的三位同学每人制作一件礼物参加元旦舍友互庆会. 他们首先将三件礼物编号,然后每人各抽一个号码,按号码领 取礼品.求三人都得到别人赠送的礼品的概率.
解 令 Ai “第i 个人得到自己制作的礼物”(i 1, 2,3)
B “三人都得到别人赠送的礼物”.
P( Ai B)
P{( Ai ) | B} i 1
i 1
P(B)
i1 P(B)

i 1
P( Ai B) P(B)

i 1
P( Ai
| B).
1.3.2 乘法公式
定理1.1 (乘法公式) 设A、B为任意两事件,则: P(AB)=P(A)P(B|A) P(A)>0 P(AB)=P(B)P(A|B) P(B)>0
P( A | B) P( AB) 0. P(B)
• (2)又由定义有
P( | B) P(B) P(B) 1. P(B) P(B)
• (3)由于 A1,, An ,两两互不相容,所以 A1B, A2B,, AnB, 也两两互不相容.由公理3及定义有



P{ Ai B}
解:记A表示事件“甲厂生产的”, B表示事件“产品是次品”,
则 P(A)=60%, P(B A )=10%.
有 P( AB) P( A)P(B A) 60%10% 6%.
例2 10张考签中有4张难签,甲、乙、丙3人参加抽签(不放 回),甲先,乙次,丙最后,求下列事件的概率: (1)甲抽到 难签;(2)甲、乙都抽到难签;(3)甲没抽到难签而乙抽到难签; (4)甲、乙、丙都抽到难签.
P( A2 ) P( A3
P( A1) P( A2 |
P( A1A3 ) P
)1 3
A1)
( A2 A3
11
3
)
12.
6

1 6
P( A1 A2 A3 )

P( A1)
P( A2
|
A1)
P( A3
|
A1 A2 )

1 3

1 2
1

1 6
.
• 所以
P(B) P( A1 A2 A3 ) P( A1) P( A2 ) P( A3 ) P( A1 A2 ) P( A1 A3 ) P( A2 A3 ) P( A1 A2 A3 ) 1111 1 1 1 2. 3336666 3

2 8

1 30
例3 一批零件共100个,其中有次品10个。每次从其中任取 一个零件,取出的零件不再放回去.现在任取三次零件,求第 三次才取到合格品的概率。
解 设 Ai (i=1,2,3)表示 “第 i 次取到合格品 ”, 则
P(A1A2 A3) P(A1)P(A2 A1)P(A3 A1A2 )
解 P(A)= 80 100 P(B)= 20 100
P(A|B)=12 20 P(AB)= 12 100
P( A B) 12 12 /100 P( AB) 20 20 /100 P(B)
P( A B ) P( AB) P(B)
• 例2 全年级100名学生中,有男生60名,女生40名; 来自山东的20人,其中男生8人,女生12人.现在从 名册中任意抽取一位同学,试计算:
i1
i1
另外,对于概率的性质,变为条件概率(|B)后依然成立. 例如 设P(B) 0,A为任意事件,则:
P(A | B) P(A | B) 1
但是,即使P(B) 0, P(B) 0,未必有P( A | B) P( A | B) 1.
• 证 (1)由于 P(B) 0, P(AB) 0 ,且由定义1.5.1有
则 B A1 A2 A3.
P(B) P( A1 A2 A3 )
P( A1) P( A2 ) P( A3 ) P( A1 A2 ) P( A1 A3 ) P( A2 A3 ) P( A1 A2 A3 )
而 P( A1)
P( A1A2 )
同理可得
相应的 , 称 P(A)为无条件概率.
例2 全年级100名学生中有男生(以事件A表示)80人, 女生20 人; 来自北京地区的(以事件B表示)有20人, 其中男生12人, 女 生8人, 求P(A), P(B), P(A|B), P(AB).
男 女 总计
北京
12 8 20
非北京
68 12 80
总计
80 20 100
本空间上计算的.所以,事件 AB 发生的概率不会比 事件 A | B 发生的概率大.由例2可见:
P( A | B) 12 12 /100 P(AB) . 40 40 /100 P(B)
• 事实上,这是一个一般性的结论:
条件概率 P(A | B)的实质是样本空间发生了变化。
样本空间
A
B
新样本 空间
20 100

0.2;
P(B) # B 40 0.4; # 100
• (3)
P( AB)
#( AB) #
12 0.12; 100
• (4)若发现抽到的是女生,她来自山东的概率 q 为:
q 12 0.3. 40
q是在事件B已经发生的条件下,事件A发生的概率.一般情况下,它与事
原因 样本空间变为只取 B 所包含的样本点(3个),
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