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1、1.4条件概率和全概率公式1.4.1条件概率与乘法公式一、 条件概率的定义和性质:条件概率是概率论中一个重要而使用的概念,所考虑的是在事件已发生的条件下事件发生的概率,记作。先看一个例子。 引例 掷一枚骰子,观察出现的点数,表示“出现3点”,表示“出现奇数”,求,及在已知发生的条件下发生的概率。定义 设是两个事件,且,称为在事件发生的条件下事件发生的条件概率。不难验证,条件概率符合概率定义中的三个条件,即非负性:对于每一事件,有;规范性:对于必然事件,有;若事件两两互不相容,则有 即然条件概率符合上述三个条件,故对前面所证明的一些重要结果都适用于条件概率。例如:; 例1(见书)例2 (练)一个
2、家庭中有两个小孩,已知其中有一个是女孩,问这时另一个小孩也是女孩的概率为多大?(假设一个小孩是男还是女是等可能的)二、概率的乘法公式由条件概率的定义可立即得到下述概率的乘法公式。概率的乘法公式设,则有或设,则有上式可推广到多个事件的积事件的情况。例如,设为事件,且,则有一般,设为任意个事件,则有其中 例3 (见书) 例4 (见书)例5 设在10个同一型号的元件中有7个一等品,从这些元件中不放回地连续取三次,每次取一个元件,求:(1)三次都是得一等品的概率;(2)三次中至少有一次取得一等品的概率。由上例可见,为了计算某个复杂事件的概率,往往需要把这个事件写成某些较简单的事件的并或交,然后利用概率
3、加法公式或概率乘法公式计算所求事件的概率。更一般地,我们有下面的公式。1.4.2全概率公式和贝叶斯公式一、划分(完备事件组):定义 设为试验的样本空间,为的一组事件。若(1) (2) ,则称事件组为样本空间的一个划分。注 若事件组为样本空间的一个划分,那么,对每次试验,事件中必有一个且仅有一个发生。例如,设试验为“掷一颗骰子观察其点数”。它的样本空间为。 的一组事件,是的一个划分。二、全概率公式定理 设试验的样本空间为,为的事件,若事件组为的一个划分,且则有称为全概率公式。 全概率公式常用来求复杂事件的概率,而使用全概率公式的关键是找一个合适的完备事件组。例6 设甲袋装有2只白球,1只红球;乙
4、袋中装有1只白球、2只红球。今从甲袋中任意取一只球放入乙袋中,再从乙袋中任意取一只球。问取到白球的概率是多少?三、贝叶斯公式定理 设试验的样本空间为,为的事件,若事件组为的一个划分,且,则有,称为贝叶斯公式。特别当时,并将记为,此时就是,那么全概率公式和贝叶斯公式分别成为例7 某工厂有甲、乙、丙三个车间,生产同一中产品,它们的产品占全厂产品的比例分别0.25,0.35,0.40并且它们的废品率分别为0.05,0.04,0.02今从该厂产品中任取出一件,问是废品的概率为多少?如果已知取出的一件产品是废品,它最大可能是哪个车间生产的? 称为先验概率,它是根据以往数据分析所得的; 称为后验概率,它是在得到新的信息(抽一产品发现是废品,即事件发生)后重新加以修正的概率,修正的方法就是利用贝叶斯公式。例8 (见书例9)例9 (见书例10)