师:同学们好,今天这节课我们来学习条件、概率与独立事件。首先,我们复习一下在必修三中学习过的古典概型相关知识。古典概型的特征有两点:一是试验的所有可能结果,即基本事件只有有限个,每次试验只出现其中一个结果;二是每一个结果出现的可能性相同。满足这两个特征的随机试验数学模型称为古典概型。古典概型的概率计算公式为:事件(A)发生的概率等于事件(A)包含的可能结果数(m)除以试验的所有可能结果数(n)。
下面我们来看探究:一百件产品中有(93)件产品长度合格,(90)件产品质量合格,(85)件产品长度、质量都合格。现在任取一件产品,若已知它的质量合格,那么它的长度合格的概率是多少?
设事件(A)为产品长度合格,事件(B)为产品质量合格,那么事件(A)、(B)同时发生为产品长度、质量都合格。根据古典概型的概率计算公式,任取一件产品已知它质量合格,即(B)发生,则它长度合格,即(A)发生的概率是(\frac{85}{90})。
问题一:这个概率(\frac{85}{90})与事件(A)及(B)发生的概率有什么关系呢?根据古典概型概率计算公式,事件(A)发生的概率等于(\frac{93}{100}),事件(B)发生的概率等于(\frac{90}{100}),事件(A)、(B)同时发生的概率等于(\frac{85}{100})。事件(B)发生的前提下,(A)发生的概率(\frac{85}{90}),分子分母同除以(100),等于事件(A)、(B)同时发生的概率除以事件(B)发生的概率。实际上,这个例子是求(B)发生的条件下,(A)发生的概率,称为(B)发生时(A)发生的条件概率。
一、条件概率的定义:已知(B)发生的条件下,(A)发生的概率称为(B)发生时(A)发生的条件概率,用符号(P(A|B))来标记,读作事件(B)发生的条件下,(A)发生的概率。
二、条件概率的计算公式:当事件(B)发生的概率大于(0)时,由上面的例子可知,事件(B)发生的条件下,(A)发生的概率(P(A|B)=\frac{P(AB)}{P(B)}),其中事件(A)、(B)同时发生也可以用符号(AB)来表示。同理,当事件(A)发生的概率大于(0)时,事件(A)发生的条件下,(B)发生的概率(P(B|A)=\frac{P(AB)}{P(A)})。
问题二:你能尝试说出事件(B)发生的条件下,(A)发生的概率与事件(A)、(B)同时发生的概率的区别与联系吗?
我们先来看联系:两者都涉及事件(A)、(B)都发生。
再看区别:一、事件(A)、(B)发生有时间上的差异。在事件(B)发生的条件下,(A)发生的概率中,(B)先(A)后;而在事件(A)、(B)同时发生的概率中,事件(A)、(B)同时发生。二、样本空间不同,在事件(B)发生的条件下,(A)发生的概率中,事件(B)成为样本空间;在事件(A)和(B)同时发生的概率中,样本空间为所有事件的总和。
下面我们来看例一:甲乙两城市都位于长江下游。根据(100)多年的气象记录知道,甲乙两市一年中雨天占的比例分别为(20%)和(18%),两地同时下雨的比例为(12%)。当乙市为雨天时,甲市也为雨天的概率是多少?
设事件(A)为甲市为雨天,事件(B)为乙市为雨天,则有事件(A)发生的概率(P(A)=0.2),事件(B)发生的概率(P(B)=0.18),事件(A)、(B)同时发生的概率(P(AB)=0.12)。所以事件(B)发生的条件下,(A)发生的概率(P(A|B)=\frac{P(AB)}{P(B)}=\frac{0.12}{0.18}=\frac{2}{3})。
下面我们来看探究:从一副扑克牌(去掉大小王共(52)张)中随机抽取一张,用(A)表示取出的牌是圈,用(B)表示取出的牌是红桃。是否可以利用事件(B)发生的概率及事件(A)、(B)同时发生的概率计算事件(B)发生的条件下(A)发生的概率?
我们知道剩下的(52)张牌中有(13)张红桃,根据古典概型的概率计算公式,则事件(B)发生的概率(P(B)=\frac{13}{52}=\frac{1}{4})。(52)张牌中红桃圈只有一张,则事件(A)、(B)同时发生的概率(P(AB)=\frac{1}{52})。所以事件(B)发生的条件下,(A)发生的概率(P(A|B)=\frac{P(AB)}{P(B)}=\frac{\frac{1}{52}}{\frac{13}{52}}=\frac{1}{13})。
问题三:你能求出事件(A)发生的概率吗?观察结果,你发现了什么?
我们知道(52)张牌中有(4)个圈,则事件(A)发生的概率(P(A)=\frac{4}{52}=\frac{1}{13})。我们发现事件(A)发生的概率和事件(B)发生的条件下(A)发生的概率都等于(\frac{1}{13}),它们相等。所以事件(B)的发生不影响事件(A)的概率。
当事件(B)发生的概率大于(0)的时候,事件(B)的发生不影响事件(A)的概率,那么此时有事件(B)发生的条件下,(A)发生的概率等于事件(A)发生的概率。由事件(B)发生的条件下,(A)发生的概率(P(A|B)=\frac{P(AB)}{P(B)}),我们可以得到(P(A)=\frac{P(AB)}{P(B)}),进而不难得到事件(A)、(B)同时发生的概率(P(AB)=P(A)×P(B)),那么事件(A)、(B)相互独立。
