§ 1.4 条件概率、全概率公式和贝叶斯公式
一,条件概率
例 1.8 考虑 有两个孩子家庭(假定男女出生率一样) 。
},,,{ (女,男)(女,女)(男,女)(男,男 )=?; )}(){(}{ 女,男,男,女一男一女 ==A; )}(),(){(}{ 女,男男,女,女,女至少 有 一 女 ==B
4
2
)(
4
3
)(
2
1
)( === ABPBPAP
现在考虑,已知 B 发生 条件下,A 发生的概率,
)(
)(
4
3
4
2
3
2
)|(
BP
ABP
BAP ===
)(
)(
)|(
BP
ABP
BAP =
定义 1.8(条 件概率),
)(
)(
)|(
BP
ABP
BAP =,>0,)(BP
性质,条件 概率仍具有概率的性质,
1) ; 1)|(0 ≤≤ BAP
2) 1)|( =? BP ;
3) )|()|(
11
BAPBAP
i
i
ii
∑∑
∞
=
∞
=
= ;
4) )|(1)|( BAPBAP?= ;
5) )|()|()|()|)((
212121
BAAPBAPBAPBAAP?+=∪ ;
6) )|()|()|)((
21121
BAAPBAPBAAP?=? ;
证明,
)(
)(
)|)((
21
21
BP
BAAP
BAAP =? =
)(
)(
21
BP
ABAP?
=
)(
)()(
211
BP
BAAPBAP?
= )|()|(
211
BAAPBAP? ;
乘法公式,)|()()|()()( BAPBPABPAPABP ==
推广,)|()|()()( ABCPABPAPABCP =
)|()|()|()()(
12121312121?
…=
nnn
AAAAPAAAPAAPAPAAAP nullnull
例 1.9,某人 忘记了电话号码的最后一位数,随意 拨,求概率,
( 1)恰好第三次拨通;
( 2)三次内拨通。
解,设 表示第 次拨通
i
A i
( 1) )|()|()()(
213121321
AAAPAAPAPAAAP =
10
1
8
1
9
8
10
9
=××= ;
( 2) )()()()(
321211321211
AAAPAAPAPAAAAAAP ++=++
10
3
10
1
9
1
10
9
10
1
=+×+=
如果已知 最后一位是奇数,
(1)
5
1
3
1
4
3
5
4
)(
321
=××=AAAP
(2)
5
3
)(
321211
=++ AAAAAAP
二、全概率公式和贝叶斯公式
设 A
1
,A
2
,…,A
n
是样本空间?的一个分割,
即 两两互斥且 A,…,,
21
AA
n
A
1
+A
2
+… A
n
=?;则有
全概率公 式,对任意事件 B,有,
∑
=
=
n
i
ii
ABPAPBP
1
)|()()(
推广,
∑
∞
=
=
1
)|()()(
i
ii
ABPAPBP
贝叶斯公 式,
∑
=
==
n
i
ii
iii
i
ABPAP
ABPAP
BP
BAP
BAP
1
)|()(
)|()(
)(
)(
)|(
推广,
∑
∞
=
=
1
)|()(
)|()(
)|(
i
ii
ii
i
ABPAP
ABPAP
BAP
证明,
n
AAA +++=? null
21
BABABAB
n
+++= null
21
)()()()(
21
BAPBAPBAPBP
n
+++= null
= )|()()|()()|()(
2211 nn
ABPAPABPAPABPAP +++ null
例 1.10,设有 10 支枪,
支数 命中 率
精确 校正过 5 0.9
初步 校正过 3 0.6
未校 正过 2 0.2
从 10 支枪中 任取一支射击,求概率,
1、射 击中靶;
2、若 已知射击中靶,所取的枪是初步校正过的。
解,B ={射击中靶 };
={所取的枪是精确校正过的 };
1
A
={所取的枪是初步校正过的 };
2
A
={所取的枪是未校正过的 };
3
A
10
2
)(,
10
3
)(,
10
5
)(
32!
=== APAPAP ;
由全概率公式,
=)(BP )|()()|()()|()(
332211
ABPAPABPAPABPAP ++
67.02.0
10
2
6.0
10
3
9.0
10
5
=×+×+×=
由贝叶斯公式,
67.0
6.010/3
)(
)|()(
)(
)(
)|(
222
2
×
===
BP
ABPAP
BP
BAP
BAP =0.27 ;
3.0)(27.0)|(
22
=≠= APBAP
例 1.11,盒中 有 12 个球,其中 9 个新 球。第一次比赛从中
任取 3 球,用后放回,第二次比赛从中再取 3 球。求概率,
( 1) 第二次取出的球都是新球;
( 2) 若第二次取出的都是新球,第一次取出的都是新球。
解,B={ 第二次取出的都是新球 };
={第一次取出 个新球 } ;
i
A i 3,2,1,0=i ;
由全概率公式,
∑
=
=
3
0
)|()()(
i
ii
ABPAPBP
=
3
12
3
6
3
12
3
9
3
12
3
7
3
12
1
3
2
9
3
12
3
8
3
12
2
3
1
9
3
12
3
9
3
12
3
3
C
C
C
C
C
C
C
CC
C
C
C
CC
C
C
C
C
×+×+×+×
= 086.0
)(
7056
23
12
=
C
由贝叶斯公 式,
)(
)|()(
)(
)(
)|(
333
3
BP
ABPAP
BP
BAP
BAP ==
=
23
12
23
12
3
6
3
9
]/[7056
]/[
C
CCC
= 0.238
例 5,已知男女的出生率分别为 52%和 48%,由医学统计,
5%的男性和 0.25%的女性 为色盲者,现随机取一人,此人
恰为色盲,问此人是男性的概率是多少?
解,A = { 此人是男性 } ; B = { 此人是色盲 } ;
A = { 此人为 女性 } ;
)|()()|()(
)|()(
)(
)(
)|(
ABPAPABPAP
ABPAP
BP
ABP
BAP
+
==
= 956.0
%25.0%48%5%52
%5%52
=
×+×
×
若去掉男 女出生率的条件;
952.0
%25.02/1%52/1
%52/1
)|( =
×+×
×
=BAP
例 1.12,玻璃 杯成箱出售,每箱 20 只,假设
每箱含 0,1,2 只次品的 概率分别为 0.8,0.1,0.1。一顾客
欲购一箱,在购买时,售货员随意取一箱,而顾客随机察看
4 只,若无次 品则买下,否则退回。试求,
1、顾客买下 该箱的概率 ;
2、在顾客买 下的箱中确实没有次品的概率 。
解:设 B = { 顾客买下该 箱 } = { 4 只 中无次品 };
= { 取 的一箱有 个次品 },=0,1,2
i
A i i
(1) )|()()|()()|()()(
221100
ABPAPABPAPABPAPBP ++=
= 943.01.01.018.0
4
20
4
18
4
20
4
19
=×+×+×
C
C
C
C
(2) 848.0
943.0
18.0
)(
)|()(
)(
)(
)|(
000
0
=
×
===
BP
ABPAP
BP
BAP
BAP
一,条件概率
例 1.8 考虑 有两个孩子家庭(假定男女出生率一样) 。
},,,{ (女,男)(女,女)(男,女)(男,男 )=?; )}(){(}{ 女,男,男,女一男一女 ==A; )}(),(){(}{ 女,男男,女,女,女至少 有 一 女 ==B
4
2
)(
4
3
)(
2
1
)( === ABPBPAP
现在考虑,已知 B 发生 条件下,A 发生的概率,
)(
)(
4
3
4
2
3
2
)|(
BP
ABP
BAP ===
)(
)(
)|(
BP
ABP
BAP =
定义 1.8(条 件概率),
)(
)(
)|(
BP
ABP
BAP =,>0,)(BP
性质,条件 概率仍具有概率的性质,
1) ; 1)|(0 ≤≤ BAP
2) 1)|( =? BP ;
3) )|()|(
11
BAPBAP
i
i
ii
∑∑
∞
=
∞
=
= ;
4) )|(1)|( BAPBAP?= ;
5) )|()|()|()|)((
212121
BAAPBAPBAPBAAP?+=∪ ;
6) )|()|()|)((
21121
BAAPBAPBAAP?=? ;
证明,
)(
)(
)|)((
21
21
BP
BAAP
BAAP =? =
)(
)(
21
BP
ABAP?
=
)(
)()(
211
BP
BAAPBAP?
= )|()|(
211
BAAPBAP? ;
乘法公式,)|()()|()()( BAPBPABPAPABP ==
推广,)|()|()()( ABCPABPAPABCP =
)|()|()|()()(
12121312121?
…=
nnn
AAAAPAAAPAAPAPAAAP nullnull
例 1.9,某人 忘记了电话号码的最后一位数,随意 拨,求概率,
( 1)恰好第三次拨通;
( 2)三次内拨通。
解,设 表示第 次拨通
i
A i
( 1) )|()|()()(
213121321
AAAPAAPAPAAAP =
10
1
8
1
9
8
10
9
=××= ;
( 2) )()()()(
321211321211
AAAPAAPAPAAAAAAP ++=++
10
3
10
1
9
1
10
9
10
1
=+×+=
如果已知 最后一位是奇数,
(1)
5
1
3
1
4
3
5
4
)(
321
=××=AAAP
(2)
5
3
)(
321211
=++ AAAAAAP
二、全概率公式和贝叶斯公式
设 A
1
,A
2
,…,A
n
是样本空间?的一个分割,
即 两两互斥且 A,…,,
21
AA
n
A
1
+A
2
+… A
n
=?;则有
全概率公 式,对任意事件 B,有,
∑
=
=
n
i
ii
ABPAPBP
1
)|()()(
推广,
∑
∞
=
=
1
)|()()(
i
ii
ABPAPBP
贝叶斯公 式,
∑
=
==
n
i
ii
iii
i
ABPAP
ABPAP
BP
BAP
BAP
1
)|()(
)|()(
)(
)(
)|(
推广,
∑
∞
=
=
1
)|()(
)|()(
)|(
i
ii
ii
i
ABPAP
ABPAP
BAP
证明,
n
AAA +++=? null
21
BABABAB
n
+++= null
21
)()()()(
21
BAPBAPBAPBP
n
+++= null
= )|()()|()()|()(
2211 nn
ABPAPABPAPABPAP +++ null
例 1.10,设有 10 支枪,
支数 命中 率
精确 校正过 5 0.9
初步 校正过 3 0.6
未校 正过 2 0.2
从 10 支枪中 任取一支射击,求概率,
1、射 击中靶;
2、若 已知射击中靶,所取的枪是初步校正过的。
解,B ={射击中靶 };
={所取的枪是精确校正过的 };
1
A
={所取的枪是初步校正过的 };
2
A
={所取的枪是未校正过的 };
3
A
10
2
)(,
10
3
)(,
10
5
)(
32!
=== APAPAP ;
由全概率公式,
=)(BP )|()()|()()|()(
332211
ABPAPABPAPABPAP ++
67.02.0
10
2
6.0
10
3
9.0
10
5
=×+×+×=
由贝叶斯公式,
67.0
6.010/3
)(
)|()(
)(
)(
)|(
222
2
×
===
BP
ABPAP
BP
BAP
BAP =0.27 ;
3.0)(27.0)|(
22
=≠= APBAP
例 1.11,盒中 有 12 个球,其中 9 个新 球。第一次比赛从中
任取 3 球,用后放回,第二次比赛从中再取 3 球。求概率,
( 1) 第二次取出的球都是新球;
( 2) 若第二次取出的都是新球,第一次取出的都是新球。
解,B={ 第二次取出的都是新球 };
={第一次取出 个新球 } ;
i
A i 3,2,1,0=i ;
由全概率公式,
∑
=
=
3
0
)|()()(
i
ii
ABPAPBP
=
3
12
3
6
3
12
3
9
3
12
3
7
3
12
1
3
2
9
3
12
3
8
3
12
2
3
1
9
3
12
3
9
3
12
3
3
C
C
C
C
C
C
C
CC
C
C
C
CC
C
C
C
C
×+×+×+×
= 086.0
)(
7056
23
12
=
C
由贝叶斯公 式,
)(
)|()(
)(
)(
)|(
333
3
BP
ABPAP
BP
BAP
BAP ==
=
23
12
23
12
3
6
3
9
]/[7056
]/[
C
CCC
= 0.238
例 5,已知男女的出生率分别为 52%和 48%,由医学统计,
5%的男性和 0.25%的女性 为色盲者,现随机取一人,此人
恰为色盲,问此人是男性的概率是多少?
解,A = { 此人是男性 } ; B = { 此人是色盲 } ;
A = { 此人为 女性 } ;
)|()()|()(
)|()(
)(
)(
)|(
ABPAPABPAP
ABPAP
BP
ABP
BAP
+
==
= 956.0
%25.0%48%5%52
%5%52
=
×+×
×
若去掉男 女出生率的条件;
952.0
%25.02/1%52/1
%52/1
)|( =
×+×
×
=BAP
例 1.12,玻璃 杯成箱出售,每箱 20 只,假设
每箱含 0,1,2 只次品的 概率分别为 0.8,0.1,0.1。一顾客
欲购一箱,在购买时,售货员随意取一箱,而顾客随机察看
4 只,若无次 品则买下,否则退回。试求,
1、顾客买下 该箱的概率 ;
2、在顾客买 下的箱中确实没有次品的概率 。
解:设 B = { 顾客买下该 箱 } = { 4 只 中无次品 };
= { 取 的一箱有 个次品 },=0,1,2
i
A i i
(1) )|()()|()()|()()(
221100
ABPAPABPAPABPAPBP ++=
= 943.01.01.018.0
4
20
4
18
4
20
4
19
=×+×+×
C
C
C
C
(2) 848.0
943.0
18.0
)(
)|()(
)(
)(
)|(
000
0
=
×
===
BP
ABPAP
BP
BAP
BAP