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概率论与数理统计:条件概率解析与举例

时间:2023-11-06 理论教育 版权反馈
【摘要】:之前我们所讨论的事件B的概率PS(B),都是指在试验条件S下事件B所发生的概率(但是为了叙述简练,一般没有提及试验条件S而直接记为P(B)).但在实际问题中,有时需要研究“在事件A已发生”这一附加条件下,事件B发生的概率,我们称之为条件概率,记为P(B|A),相应地,P(B)可以称为无条件概率.添加了一个附加条件,事件的概率一般也会发生变化,下面我们用一个例子加以说明.【例1】 在100个圆柱形零

概率论与数理统计:条件概率解析与举例

之前我们所讨论的事件B的概率PS(B),都是指在试验条件S下事件B所发生的概率(但是为了叙述简练,一般没有提及试验条件S而直接记为P(B)).但在实际问题中,有时需要研究“在事件A已发生”这一附加条件下,事件B发生的概率,我们称之为条件概率,记为P(B|A),相应地,P(B)可以称为无条件概率.添加了一个附加条件,事件的概率一般也会发生变化,下面我们用一个例子加以说明.

【例1】 在100个圆柱形零件中有95件长度合格,有93件直径合格,有90件两个指标都合格,从中任取一件,讨论在长度合格的前提下,直径也合格的概率.

解 设A={任取一件,长度合格},B={任取一件,直径合格},AB={任取一件,长度与直径都合格}.根据古典概型,样本点的总数为

事件A与B所包含的样本点的个数分别为

AB所包含的样本点个数为

以上这些事件都是在样本空间Ω上考虑的.然而讨论在长度合格的前提下,直径也合格的概率问题时,我们只能在事件A所包含的全体样本点所构成的集合ΩA上考虑(见图1.6),称ΩA为缩减的样本空间.这时我们是在附加条件A下讨论问题.因此,ΩA中的样本点的个数为

图1.6

mA=95,

在ΩA中属于事件B的样本点个数不再是mB=93,而是

mAB=90

所以在长度合格的情况下直径也合格的概率为

通过以上的讨论我们看到,事件B发生的概率P(B)与在事件A发生的条件下事件B发生的概率P(B|A)是不相等的,但是,它们之间是有一定的关系的.通过观察例1,我们有

上面的这个关系式具有一般性,受此启发,可以给出下面的定义.

定义1.6 设随机试验E的样本空间为Ω,对任意两个事件A,B,其中P(A)>0,称

为“在A发生的条件下B发生的条件概率”.

类似地,称(www.xing528.com)

为“在B发生的条件下A发生的条件概率”.

可以验证,条件概率同样也满足概率的公理化定义以及由其推导出的相关性质.

结合条件概率的定义以及本节例1的计算,可以总结出条件概率计算的两种方法:

(1)利用定义计算

(2)从加入条件B后改变了的情况出发来计算:加入条件B后样本空间缩减为ΩB,其样本点个数为mB,在缩减后的样本空间ΩB中A包含的样本点个数为mAB,利用古典概型概率的计算公式得

在例1的计算中我们采用了该方法,又如掷一颗均匀的骰子,A表示“掷出2点”,B表示“掷出偶数点”,则B包含3个样本点,在缩减后的样本空间ΩB中A包含1个样本点,于是有

【例2】 某种动物活到20岁的概率为0.8,活到25岁的概率为0.4,问现在年龄为20岁的这种动物活到25岁的概率是多少?

解 设事件A表示“活到20岁”,B表示“活到25岁”,因为B的发生一定会导致A的发生,所以B⊂A,因此有AB=B.

根据条件概率的定义可得:

(1)在刮风的条件下,下雨的概率;

(2)在下雨的条件下,刮风的概率.

解 设事件A表示“刮风”,事件B表示“下雨”,则既刮风又下雨意味着事件A与B同时发生,可用积事件AB表示.由题意得

(1)在刮风的条件下下雨的概率,就是在事件A发生的条件下,事件B发生的概率,根据条件概率的定义可得

(2)同(1)的分析,即求P(A|B),根据条件概率的定义可得

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