20.2

事件独立性、乘法公式与全概率公式

区分条件概率与独立性,并使用乘法公式和全概率公式计算概率。

12 分钟条件概率与随机变量
本文章目录

01 · 出发点

乘法公式与独立性回答两个不同问题

两个事件同时发生的概率可以从“先发生 B,再在 B 条件下发生 A”来计算。这个分步观点给出概率乘法公式,并不要求两个事件独立。

事件 A、B 相互独立的无条件定义是 P(AB)=P(A)P(B)P(A\cap B)=P(A)P(B)。当 P(B)>0P(B)>0 时,它等价于 P(AB)=P(A)P(A\mid B)=P(A);若 P(B)=0P(B)=0,条件概率无定义,但无条件定义仍然适用。

02 · 概念

乘法公式、独立性与全概率公式

P(B)>0P(B)>0 时,由条件概率定义得到 P(AB)=P(B)P(AB)P(A\cap B)=P(B)P(A\mid B)。若 A、B 独立,交概率可直接写成 P(A)P(B)P(A)P(B)

B1,,BnB_1,\ldots,B_n 两两互斥、并为全集且各自概率为正,那么 A 可按原因 BiB_i 分解,全概率公式把各路径概率 P(Bi)P(ABi)P(B_i)P(A\mid B_i) 相加;零概率分组应先剔除。

03 · 方法

先画路径,再选公式

  1. 01

    把试验按阶段或原因画成树状路径,沿同一路径使用乘法。

  2. 02

    只有题目给出或能够证明独立时,才把条件概率替换为边缘概率。

  3. 03

    多个互斥路径通向同一结果时,使用加法得到全概率。

04 · 例题

把方法落到具体问题

1两台机器的产品来源

甲机器生产 60% 的产品,次品率 2%;乙机器生产 40%,次品率 5%。随机取一件,求它是次品的概率。

  1. 1

    按产品来自甲、乙两台机器分类,两类互斥且覆盖全部产品。

  2. 2

    来自甲且为次品的概率为 0.60×0.02=0.012。

  3. 3

    来自乙且为次品的概率为 0.40×0.05=0.020,两条路径相加。

05 · 辨析

容易忽略的条件与边界

回看

本节小结

  • 一般乘法公式使用条件概率,不要求事件独立。
  • 独立意味着条件信息不改变另一事件的概率。
  • 全概率公式沿路径相乘、对互斥路径相加。