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第8讲 事件的相互独立性与条件概率
复习要点 1.在具体情境中,结合古典概型,了解条件概率和两个事件相互独立的概
率.2.结合古典概型,了解条件概率与独立性的关系,会用乘法公式计算概率.3.结合古典概
型,会利用全概率公式计算概率.
一 相互独立事件
1.概念:对任意两个事件A与B,如果P(AB)= P ( A ) P ( B ) 成立,则称事件A与事件B
相互独立,简称为独立.
2.性质:若事件A与B相互独立,那么A与,与B,与也都相互独立.
二 条件概率
1.概念:一般地,设A,B为两个随机事件,且P(A)>0,我们称P(B|A)=为在事件 A
发生的条件下,事件B发生的条件概率,简称条件概率.
2.两个公式
(1)利用古典概型:P(B|A)=;
(2)概率的乘法公式:P(AB)= P ( A ) P ( B | A ) .
三 全概率公式
一般地,设A ,A ,…,A 是一组两两互斥的事件,A∪A∪…∪A =Ω,且P(A)>0,
1 2 n 1 2 n i
i=1,2,…,n,则对任意的事件B Ω,有P(B)= ( A ) P ( B | A ).
i i
常/用/结/论
⊆
1.两事件互斥是指两个事件不可能同时发生,两事件相互独立是指一个事件发生与否
对另一事件发生的概率没有影响,两事件相互独立不一定互斥.
2.P(B|A)是在事件A发生的条件下事件B发生的概率,P(A|B)是在事件B发生的条件
下事件A发生的概率.
3.计算条件概率P(B|A)时,不能随便用事件B的概率P(B)代替P(AB).
1.判断下列结论是否正确.
(1)若事件A,B互斥,则P(B|A)=1.()
(2)对于任意两个事件,公式P(AB)=P(A)P(B)都成立.()
(3)若事件A,B相互独立,则P(B|A)=P(B).(√)
(4)抛掷2枚质地均匀的硬币,“第一枚为正面”为事件 A,“第2枚为正面”为事件
B,则A,B相互独立.(√)
2.(2024·河北廊坊模拟)若P(AB)=,P()=,P(B)=,则事件A与B的关系是( )
A.事件A与B互斥
B.事件A与B对立
C.事件A与B相互独立
D.事件A与B既互斥又相互独立
解析:∵P(A)=1-P()=1-=,∴P(AB)=P(A)P(B)=≠0,∴事件A与B相互独立、事件A与B不互斥,故不对立.故
选C.
答案:C
3.(2024·四川成都七中月考)某保险公司将其公司的被保险人分为三类:“谨慎的”
“一般的”“冒失的”.统计资料表明,这三类人在一年内发生事故的概率依次为
0.05,0.15,0.30.若该保险公司的被保险人中“谨慎的”被保险人占 20%,“一般的”被保险
人占50%,“冒失的”被保险人占30%,则该保险公司的一个被保险人在一年内发生事故
的概率是( )
A.0.155 B.0.175
C.0.016 D.0.096
解析:设事件B 表示“被保险人是‘谨慎的’”,事件 B 表示“被保险人是‘一般
1 2
的’”,事件B 表示“被保险人是‘冒失的’”,则P(B)=20%,P(B)=50%,P(B)=
3 1 2 3
30%.
设事件A表示“被保险人在一年内发生事故”,则P(A|B)=0.05,P(A|B)=0.15,P(A|
1 2
B)=0.30.
3
由全概率公式,得P(A)=(B)P(A|B)=0.05×20%+0.15×50%+0.30×30%=0.175.
i i
答案:B
4.从1~100共100个正整数中,任取一个数,已知取出的这个数不大于50,则此数
是2或3的倍数的概率为________.
解析:设事件C为“取出的数不大于50”,事件A为“取出的数是2的倍数”,事件B
为“取出的数是3的倍数”,则P(C)=,且所求概率为P(A∪B|C)=P(A|C)+P(B|C)-P(AB|
C)=+-=2×=.
答案:
题型 相互独立事件的概率
典例1(1)(多选)(2023·新高考全国Ⅱ卷)在信道内传输0,1信号,信号的传输相互独立.
发送0时,收到1的概率为α(0<α<1),收到0的概率为1-α;发送1时,收到0的概率为
β(0<β<1),收到1的概率为1-β.考虑两种传输方案:单次传输和三次传输.单次传输是指
每个信号只发送1次,三次传输是指每个信号重复发送3次,收到的信号需要译码,译码
规则如下:单次传输时,收到的信号即为译码;三次传输时,收到的信号中出现次数多的
即为译码(例如,若依次收到1,0,1,则译码为1)( )
A.采用单次传输方案,若依次发送1,0,1,则依次收到1,0,1的概率为(1-α)(1-β)2
B.采用三次传输方案,若发送1,则依次收到1,0,1的概率为β(1-β)2
C.采用三次传输方案,若发送1,则译码为1的概率为β(1-β)2+(1-β)3
D.当0<α<0.5时,若发送0,则采用三次传输方案译码为0的概率大于采用单次传输
方案译码为0的概率
(2)(2024·河北元氏模拟)某国男子乒乓球队为备战奥运会,在某训练基地进行封闭式训
练,甲、乙两位队员进行对抗赛,每局依次轮流发球,连续赢 2个球者获胜.通过分析甲、乙过去对抗赛的数据知,甲发球甲赢的概率为,乙发球甲赢的概率为,不同球的结果互不
影响,已知某局甲先发球.
关键条件不要丢落.
①求 该局打 4 个球甲赢 的概率;
甲输赢情况:赢、输、赢、赢.
②求 该局打 5 个球结束 的概率.
分两类
(1)解析: 对于 A ,依次发送1,0,1,则依次收到1,0,1的事件是发送1接收1、发送0接
收0、发送1接收1的3个事件的积,
它们相互独立,所以所求概率为(1-β)(1-α)(1-β)=(1-α)(1-β)2,A正确;
对于 B ,三次传输,发送1,相当于依次发送1,1,1,
利用相互独立事件的概率公式判断A,B.
则依次收到1,0,1的事件,是发送1接收1、发送1接收0、发送1接收1的3个事件的
积,
它们相互独立,所以所求概率为(1-β)·β·(1-β)=β(1-β)2,B正确;
对于 C ,三次传输,发送1,则译码为1的事件是依
利用相互独立事件及互斥事件的概率计算判断C.
次收到1,1,0、1,0,1、0,1,1和1,1,1的事件和,
它们互斥,由选项B,知所求的概率为Cβ(1-β)2+(1-β)3=(1-β)2(1+2β),C错误;
对于 D ,由选项C,知三次传输,发送0,则译码为0
求出两种传输方案的概率并作差比较判断D.
的概率P=(1-α)2(1+2α),
单次传输发送0,则译码为0的概率P′=1-α,而0<α<0.5,
因此P-P′=(1-α)2(1+2α)-(1-α)=α(1-α)(1-2α)>0,即P>P′,D正确.
故选ABD.
(2)解:①设甲发球甲赢为事件A,乙发球甲赢为事件B,该局打4个球甲赢为事件C,
由题知,P(A)=,P(B)=,∴C=AAB,
∴P(C)=P(AAB)=P(A)P()P(A)·P(B)=×××=,
∴该局打4个球甲赢的概率为.
②设该局打5个球结束时甲赢为事件D,乙赢为事件E,打5个球结束为事件F,易知
D,E为互斥事件,
D=BBA,E=AA ,F=D∪E,∴P(D)=P(BBA)=P()P(B)P()P(B)P(A)=××××=,
P(E)=P(AA )=P(A)P()P(A)P()·P()=××××=,∴P(F)=P(D∪E)=P(D)+P(E)=+=,
∴该局打5个球结束的概率为.
1.两个事件相互独立的判断方法
(1)定义法:由事件本身的性质直接判定两个事件发生是否相互影响.
(2)充要条件法:事件A,B相互独立的充要条件是P(AB)=P(A)P(B).
2.求相互独立事件同时发生的概率的方法(1)相互独立事件同时发生的概率等于他们各自发生的概率之积.
(2)当正面计算较复杂或难以入手时,可从其对立事件入手计算.
对点练1(1)(2024·浙江绍兴诸暨检测)用数字1,2,3,4,5,6组成没有重复数字的六位数,A
表示事件“1和2相邻”,B表示事件“偶数不相邻”,C表示事件“任何连续两个位置奇
偶性都不相同”,D表示事件“奇数按从小到大的顺序排列(按照从左到右的顺序排列奇
数)”,则( )
A.事件A与事件B相互独立
B.事件A与事件C相互独立
C.事件A与事件D相互独立
D.事件B与事件C相互独立
(2)(2024·云南德宏州质量监测)高三某位同学准备参加物理、化学、政治科目的等级考
试.已知这位同学在物理、化学、政治科目考试中达A+的概率分别为,,,假定这三门科
目考试成绩的结果互不影响,那么这位同学恰好得2个A+的概率是________.
解析:(1)P(A)==,P(B)==,
P(C)==,P(D)===.
对于A,P(AB)==≠P(A)·P(B),故A错误;
对于B,P(AC)===≠P(A)P(C),故B错误;
对于C,P(AD)===P(A)·P(D),故C正确;
对于D,P(BC)=P(C)≠P(B)P(C),故D错误.
(2)设这位同学在物理、化学、政治科目考试中达A+的事件分别为A,B,C.
因为这位同学在物理、化学、政治科目考试中达A+的概率分别为,,,
所以P(A)=,P(B)=,P(C)=,
这三门科目考试成绩的结果互不影响,
则这位同学恰好得2个A+的概率P=P(AB)+P(AC)+P(BC)=××+××+××=.
答案:(1)C (2)
题型 条件概率
典例2(1)(2023·全国甲卷,理)某地的中学生中有 60% 的同学爱好滑冰 , 50% 的同学爱
好滑雪, 70% 的同学爱好滑冰或爱好滑雪 .
P(A∪B)=P(A)+P(B)-P(AB),即0.7=0.6+0.5-P(AB) P(AB)=0.4.
在该地的中学生中随机调查一位同学,若该同学爱好滑雪,则
⇒
A
该同学也爱好滑冰的概
B
条件概率:P(B|A)=.
率为( )
A.0.8 B.0.6
C.0.5 D.0.4
(2)(2024·山东威海统考)某大学在一次调查学生是否有自主创业打算的活动中,获得了如下数据.
男生人数 女生人数
有自主创业打算 16 m
无自主创业打算 64 n
①若m=24,n=36,根据调查数据判断,能否依据α=0.01的独立性检验认为该校学
生有无自主创业打算与性别有关.
②若m=15,n=60,从这些学生中随机抽取一人.
(ⅰ)若已知抽到的人有自主创业打算,求该学生是男生的概率;
(ⅱ)判断“抽到的人无自主创业打算”与“抽到的人是男生”是否相互独立.
附:χ2=,n=a+b+c+d.
α 0.10 0.05 0.01 0.005 0.001
x 2.706 3.841 6.635 7.879 10.828
α
(1)解析:设事件 A:爱好滑冰,事件 B:爱好滑雪,则 P(A)=0.6,P(B)=0.5,
P(A∪B)=0.7,所以P(A∪B)=P(A)+P(B)-P(A∩B),解得P(A∩B)=0.4.所以P(A|B)===
0.8.故选A.
(2)解:① 零假设为 H :该校学生有无自主创业
0
【易遗漏】假设两个分类变量X与Y无关,提出零假设这一步不能省.
打算与性别无关.
χ2=
==6.72>6.635,
依据小概率值α=0.01的χ2独立性检验,可以认为该校学生有无自主创业打算与性别
有关.
②(ⅰ)记A为“抽到的人有自主创业打算”,B为“抽到的人是男生”.
方法一:P(A)===,
P(AB)==,
所以 P ( B | A ) == .
【小技巧】用定义法求条件概率,先求出P(A)和P(AB),再根据公式P(B|A)=求解.
方法二: P ( B | A ) === .
【敲黑板】当基本事件有限且等可能时,可借助古典概型的概率计算公式计算条件概
率:P(B|A)=.
(ⅱ)记C为“抽到的人无自主创业打算”,由(ⅰ)知B为“抽到的人是男生”,
方法一:P(B|C)==,P(B)==,所以P(B)=P(B|C),
所以“抽到的人无自主创业打算”与“抽到的人是男生”相互独立.
方法二:P(C|B)==,P(C)==,所以P(C)=P(C|B),
所以“抽到的人无自主创业打算”与“抽到的人是男生”相互独立.
方法三:零假设为H′:该校学生有无自主创业打算与性别无关.
0
根据题意得到如下2×2列联表:
男生人数 女生人数 合计有自主创业打算 16 15 31
无自主创业打算 64 60 124
合计 80 75 155
χ==0,零假设成立,所以该校学生有无自主创业打算与性别无关,
所以“抽到的人无自主创业打算”与“抽到的人是男生”相互独立.
条件概率的三种求法
定义法 先求P(A)和P(AB),再由P(B|A)=求P(B|A)
样本点法 借助古典概型概率公式,先求事件A包含的样本点数n(A),再求事件AB所包
含的样本点数n(AB),得P(B|A)=
缩样法 缩小样本空间的方法,就是去掉第一次
处理条件概率时非常方便的一种方法.
抽到的情况,只研究剩下的情况,用古典概型求解,它能化繁为简
对点练2(1)现有甲、乙、丙、丁四个人到九嶷山、阳明山、云冰山、舜皇山 4处景点
旅游,每人只去一处景点,设事件A为“4个人去的景点各不相同”,事件B为“只有甲
去了九嶷山”,则P(A|B)=( )
A. B. C. D.
(2)某射击运动员每次击中目标的概率为,现连续射击两次.
①已知第一次击中,则第二次击中的概率是________;
②在仅击中一次的条件下,第二次击中的概率是________.
解析:(1)由题意,4人去4个不同的景点,总事件数为4×4×4×4=256,事件B的情况
数为1×3×3×3=27,则事件B发生的概率为P(B)=,事件A与事件B的交事件AB为“甲
去了九嶷山,另外三人去了另外三个不同的景点”,事件AB的情况数为1×A=6,则事件
AB发生的概率为P(AB)==,即P(A|B)===.
(2)①设第一次击中为事件A,第二次击中为事件B,则P(A)=,
由题意知,第一次击中与否对第二次没有影响,
因此已知第一次击中,则第二次击中的概率是.
②设仅击中一次为事件C,则仅击中一次的概率为
P(C)=C××=,
在仅击中一次的条件下,第二次击中的概率是P(B|C)==.
答案:(1)C (2)① ②
题型 全概率公式的应用
典例3(1)(2024·东北师大附中等五校联考)长白飞瀑,高句丽遗迹,鹤舞向海,一眼望
三国,伪满皇宫,松江雾凇,净月风光,查干冬渔,是著名的吉林八景.小李打算到吉林
旅游,冬季来的概率是,夏季来的概率是.若冬季来,则看不到长白飞瀑,鹤舞向海和净月
风光;若夏季来,则看不到松江雾凇和查干冬渔.无论什么时候来,由于时间原因,只能
在可去景点当中选择两处参观,则小李去了“一眼望三国”景点的概率为
冬季去、夏季去,显然是全概率.( )
A. B. C. D.
(2)(2024·福建莆田模拟)两台车床加工同样的零件,第一台出现废品的概率是 0.03,第
二台出现废品的概率是0.02,加工出来的零件放在一起,并且已知第一台加工的零件比第
二台加工的零件多一倍.
①求任意取出的零件是合格品的概率;
全概率:求一个事件发生的总概率.
②如果任意取出的零件是废品,求它是第二台车床加工的概率.
贝叶斯公式,即求一个事件的条件概率. 利用已知的结果,反推出原因的可能性.
(1)解析:设事件A 为“冬季去吉林旅游”,事件A 为“夏季去吉林旅游”,事件B
1 2
为“去了‘一眼望三国’景点”,则P(A)=,P(A)=.在冬季去了“一眼望三国”景点的
1 2
概率 P ( B | A ) ==,在夏季去了“一眼望三国”景点的概率 P ( B | A ) ==,所以去了“一眼望
1 2
三国”景点的概率
认真审题,求出这两个概率是解题的关键.
P(B)=P(A)P(B|A)+P(A)P(B|A)=×+×=,故选C.
1 1 2 2
(2)解:设A表示“第i台车床加工的零件(i=1,2)”,B表示“出现废品”,C表示“出
i
现合格品”.
①P(C)=P(AC∪AC)=P(AC)+P(AC)=P(A)P(C|A)+P(A)P(C|A)=×(1-0.03)+×(1
1 2 1 2 1 1 2 2
-0.02)≈0.973.
② P ( A | B ) =
2
直接利用条件概率公式.
=
分子是乘法公式,分母是全概率公式.
==0.25.
“化整为零”求多事件的全概率问题
(1)如图,P(B)=(A)P(B|A).
i i
(2)已知事件B的发生有各种可能的情形A(i=1,2,…,n),事件B发生的可能性,就
i
是各种可能情形A发生的可能性与已知在A发生的条件下事件B发生的可能性的乘积之和.
i i
对点练3(2024·江苏南京、盐城模拟)人工智能是研究用于模拟和延伸人类智能的技术
科学,被认为是21世纪最重要的尖端科技之一,其理论和技术正在日益成熟,应用领域也
在不断扩大.人工智能背后的一个基本原理:首先确定先验概率,然后通过计算得到后验
概率,使先验概率得到修正和校对,再根据后验概率做出推理和决策.基于这一基本原理
我们可以设计如下试验:有完全相同的甲、乙两个袋子,袋子里有形状和大小完全相同的小球,其中甲袋中有9个红球和1个白球,乙袋中有2个红球和8个白球.从这两个袋子
中选择一个袋子,再从该袋子中摸出一个球,称为一次试验.若多次试验直到摸出红球,
则试验结束.假设首次试验选到甲袋或乙袋的概率均为(先验概率).
(1)求首次试验结束的概率.
(2)在首次试验摸出白球的条件下,我们对选到甲袋或乙袋的概率(先验概率)进行调整.
①求选到的袋子为甲袋的概率.
②将首次试验摸出的白球放回原来袋子,继续进行第二次试验时有如下两种方案:方
案一为从原来袋子中摸球;方案二为从另外一个袋子中摸球.请通过计算,说明选择哪个
方案可使第二次试验结束的概率更大.
解:(1)设试验一次,“取到甲袋”为事件A ,“取到乙袋”为事件A ,“试验结果为
1 2
红球”为事件B,“试验结果为白球”为事件B.
1 2
P(B)=P(A)P(B|A)+P(A)P(B|A)=×+×=.
1 1 1 1 2 1 2
所以首次试验结束的概率为.
(2)①因为B,B 是对立事件,P(B)=1-P(B)=,
1 2 2 1
所以P(A|B)====,
1 2
所以选到的袋子为甲袋的概率为.
②由①得第一次选的袋子为乙袋的概率P(A|B)=1-P(A|B)=1-=,
2 2 1 2
所以方案一中取到红球的概率P=P(A|B)P(B|A)+P(A|B)P(B|A)=×+×=,
1 1 2 1 1 2 2 1 2
方案二中取到红球的概率P=P(A|B)·P(B|A)+P(A|B)P(B|A)=×+×=.
2 2 2 1 1 1 2 1 2
因为>,所以选择方案二可使第二次试验结束的概率更大.