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4B04 條件機率

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Academic year: 2021

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(1)

▲ 圖 1 某電影院統計:買票時,有 40%的觀眾會加買可樂, 有 30%的觀眾會加買爆米花。今任選一觀眾,已知此觀眾 有加買可樂,那麼他也加買爆米花的機率還會是 30%嗎? 「在某事件發生的條件下,求另一事件發生的機率」是 本單元的重點。

甲 條件機率

第二冊學過:一項試驗中所有可能發生的結果所成的集合,稱為這個試驗的 樣本空間(通常以集合 S 表示);樣本空間 S 的任一子集都稱為一個事件。若 S 中每個樣本點出現的機會均等,則事件 A 發生的機率為

   

n A

 

P A

n S

, 其中

n S

 

n A

 

分別為 S 及 A 的樣本點個數。例如:擲一粒公正骰子一次,其 樣本空間為

1, 2,3, 4,5, 6

,因為擲出點數大於 3 的事件為

4,5, 6

,所以擲出點 數大於 3 的機率為

3 1

6 2

。但「在擲出點數為偶數的條件下」,擲出點數大於 3 的 機率還會是

1

2

嗎?我們說明如下。 設 A 表示擲出點數為偶數的事件,B 表示擲出點數大於 3 的事件,即

2, 4, 6 ,

 

4,5, 6

A

B

如圖 2 所示。因為已知擲出點數為偶數(即事件 A 發生),所以點數大於 3(即事

(2)

▲ 圖 3 ▲ 圖 2 上式中的

n A B

 

n A

可以解讀成「在樣本空間 A 中,事件

A B

發生的機率」。也 就是說,在已知事件 A 發生的條件下,可以解讀成樣本空間由原先的 S 限縮到 A。 一般而言,我們把「在事件 A 發生的條件下,事件 B 發生的機率」,稱為條 件機率,記作

P B A

 

。利用「

A B

在 A 中所占的比例」的算法可知:在事件 A 發生的條件下,事件 B 發生的機率為

 

n A B

 

P B A

n A

, 再將分子與分母同時除以

n S

 

,得

 

 

 

 

 

n A B

P A B

n S

P B A

n A

P A

n S

。 將以上內容整理如下。 條件機率

A B

,

為兩事件且

P A 

 

0

時,將「在事件 A 發生的條件下,事件 B 發生的機

(3)

率」稱為條件機率,以符號

P B A

 

表示,也就是

 

n A B

 

P A B

 

P B A

n A

P A

。 符號

P B A

 

讀作「在 A 發生的條件下,B 發生的機率」。 練習求條件機率。 【例题 1】 擲一粒公正骰子一次。在出現點數為質數的條件下, 求擲出點數小於 5 的機率。 Ans: 【詳解】 設 A 表示擲出點數為質數的事件, B 表示擲出點數小於 5 的事件。 根據題意,得

2,3,5 ,

 

1, 2,3, 4

A

B

,且

A B

 

 

2,3

故在 A 發生的條件下,B 發生的機率為

 

 

2

3

n A B

P B A

n A

【隨堂練習 1】 一副撲克牌共有 52 張,從中隨機抽取一張。在抽到花色為 紅心的條件下,求抽到點數為 6 的機率。 Ans: 【詳解】 設 A 表示抽到花色為紅心的事件, B 表示抽到點數為 6 的事件。

(4)

故在 A 發生的條件下,B 發生的機率為

 

 

1

13

n A B

P B A

n A

。 符號 P(B∣A)與 P(A∣B)的意義不同,不可混淆,舉例說明如下。 【例题 2】 某公司員工的健康檢查中,有 40 人血壓正常,有 32 人血脂正常,有 24 人 兩種都正常。今從該公司任選一員工,試回答下列問題: (1) 已知此員工血壓正常,求他血脂也正常的機率。 (2) 已知此員工血脂正常,求他血壓也正常的機率。 Ans: 【詳解】 設 A 表示選出者血壓正常的事件, B 表示選出者血脂正常的事件。 根據題意,得

 

40,

 

32,

24

n A

n B

n A B

 

。 (1) 在A 發生的條件下,B 發生的機率為

 

 

24 3

40 5

n A B

P B A

n A

 

。 (2) 在B 發生的條件下,A 發生的機率為

 

 

24 3

32 4

n A B

P AB

n B

 

【隨堂練習 2】 班上學生某次期中考試中,有 33 人英文及格,有 28 人數學及格,有 18 人 兩科都及格。今從班上任選一學生,試回答下列問題: (1) 已知此學生的英文及格,求他數學也及格的機率。 (2) 已知此學生的數學及格,求他英文也及格的機率。 Ans:

(5)

【詳解】 設 A 表示選出者英文及格的事件, B 表示選出者數學及格的事件。 依題意,得

n A

 

33,

n B

 

28,

n A B

 

18

。 (1) 在A 發生的條件下,B 發生的機率為

 

 

18 6

33 11

n A B

P B A

n A

 

。 (2) 在B 發生的條件下,A 發生的機率為

 

 

18

9

28 14

n A B

P AB

n B

 

。 再練習條件機率。 【例题 3】 已知

 

2

,

 

1

5

3

P A

P B

,且

 

5

12

P B A 

,求下列各機率: (1)

P A B

。 (2)

P AB

 

Ans: 【詳解】 (1) 因為

P B A

 

P A B

 

P A

, 即

5

2

12

5

P A B

,所以

5 2 1

12 5 6

P A B

   

。 (2)

 

 

1

1

6

1 2

P A B

P AB

P B

 

(6)

【隨堂練習 3】 已知

 

3

,

 

2

4

7

P A

P B

,且

12

14

P A B

 

,求下列各機率: (1)

P A B

。 (2)

P B A

 

Ans: 【詳解】 (1) 因為

P A B P A P B P A B

 

     

, 所以

12 3 2

14 4 7

  

P A B

, 解得

5

28

P A B

 

。 (2)

 

 

5

5

28

3

21

4

P A B

P B A

P A

 

。 來看一道與引言有關的例題。 【例题 4】 某電影院統計:買票時,有 40%的觀眾會加買可樂,有 30%的觀眾會加買 爆米花,有 24%的觀眾兩者都會加買。今任選一觀眾,試回答下列問題: (1) 已知此觀眾有加買可樂,求他也加買爆米花的機率。 (2) 已知此觀眾有加買爆米花,求他沒有加買可樂的機率。 Ans: 【詳解】 設 A 表示有加買可樂的事件, B 表示有加買爆米花的事件。 根據題意,得

 

40 ,

 

30

24

P A

P B

%,

P A B

 

(7)

(1) 在A 發生的條件下,B 發生的機率為

 

 

24

3

40

5

P A B

P B A

P A

。 (2) 因為A 的補集

A

表示沒有加買可樂的事件,且

   

30

24

6

P A B P B P A B

 

 

% % %

, 所以在B 發生的條件下,

A

發生的機率為

 

 

6

1

30

5

P A B

P A B

P B



 

【隨堂練習 4】 在訂購校慶紀念品中,有

2

3

的人買馬克杯,有

4

5

的人買徽章,

1

2

的人兩種都買。今任選一人,試回答下列問題: (1) 已知此人買馬克杯,求他也買徽章的機率。 (2) 已知此人沒有買徽章,求他也沒有買馬克杯的機率。 Ans: 【詳解】 設 A 表示有買馬克杯的事件, B 表示有買徽章的事件。依題意,得

 

2

,

 

4

,

1

3

5

2

P A

P B

P A B

 

。 (1) 在A 發生的條件下,B 發生的機率為

 

 

1

2

3

2 4

3

P A B

P B A

P A

 

。 (2) 因為A 的補集

A

表示沒有買馬克杯的事件, B 的補集

B

表示沒有買徽章的事件,且

1

1

    

P A B

  

P A B

  

P A P B P A B

2 4 1

1

1

    

(8)

故在

B

發生的條件下,

A

發生的機率為

 

 

30

1

1

4

1

1

6

5

P A B

P A B

P B

  

當兩事件 A 與 B 同時發生時,我們該如何求這兩個事件同時發生(即

A B

) 的機率呢?由條件機率

P B A

 

P A B

 

P A

可以得到

  

 

P A B

 

P A P B A

。 上式稱為條件機率的乘法定理,它的意思是:兩事件 A 與 B 同時發生的機率

P A B

等於 「A 發生的機率」乘上「在 A 發生的條件下,B 發生的機率」。 【例题 5】 某人手機內存有歌曲共 8 首,其中 5 首為爵士樂,另外 3 首為抒情歌。今隨 機播放歌曲,播過的歌不再播放,設每首歌被播放的機率都相等,求下列各 事件的機率: (1) 第一首與第二首都播到爵士樂。 (2) 第一首播到爵士樂,但第二首播到抒情歌。 Ans: 【詳解】 (1) 設A 表示第一首播到爵士樂的事件, B 表示第二首播到爵士樂的事件。 由條件機率的乘法定理, 得第一首與第二首都播到爵士樂的機率為

  

 

P A B

 

P A P B A

。 ①因為 8 首歌中有 5 首為爵士樂,所以

 

5

8

P A 

。 ②在第一首播到爵士樂的條件下,

(9)

因為播過的歌不再播放, 可得剩下 7 首歌曲,其中 4 首為爵士樂, 所以

 

4

7

P B A 

。 綜合①, ②,得

 

 

5 4

5

8 7 14

P A B

 

P A P B A

  

。 我們也可以利用樹狀圖求出此小題的答案: 依題意將發生的情形及其機率以樹狀圖呈現如下。 其中的

4

7

就是在第一首播到爵士樂的條件下, 第二首播到爵士樂的機率, 即樹狀圖中的

4

7

就是

P B A

 

。 再將樹狀圖中圈起來的兩個數字相乘即為此小題的答案。 (2) 利用(1)的樹狀圖得第一首播到爵士樂, 但第二首播到抒情歌的機率為

5 3 15

8 7 56

 

【隨堂練習 5】 承例題,求第一首與第二首都播到抒情歌的機率。 Ans:

(10)

【詳解】 利用例題的樹狀圖得第一首與第二首都播到 抒情歌的機率為

3 2

3

8 7 28

 

。 由例題 5 可知,條件機率的乘法原理也可用樹狀圖的概念來求機率。練習使 用樹狀圖求機率。 【例题 6】 籤筒的 10 支籤中 3 支有獎。甲、乙兩人依序各抽一支籤,且 抽完後不放回。設每支籤被抽到的機率都相等,求下列各事件 的機率: (1) 甲中獎。 (2) 乙中獎。 Ans: 【詳解】 先將甲、乙抽籤的情形及其機率以 樹狀圖呈現如右。 再由樹狀圖,得 (1) 甲中獎的機率為

3

10

。 (2) 因為乙中獎有「甲中獎且乙中獎」與 「甲未中獎且乙中獎」兩種情形, 所以乙中獎的機率為

3 2 7 3 3

10 9 10 9 10

   

【隨堂練習 6】 戳戳樂遊戲盒的 12 格中 5 格有獎。甲、乙兩人依 序任意各戳 1 格,求下列各事件的機率: (1) 甲、乙兩人都中獎。 (2) 甲中獎,但乙未中獎。

(11)

Ans: 【詳解】 將甲、乙中獎的情形及其機率以樹狀圖呈現如圖。 (1) 由樹狀圖得知,甲、乙兩人都中獎的機率為

5 4

5

12 11 33

 

。 (2) 由樹狀圖得知,甲中獎,但乙未中獎的機率為

5 7

35

12 11 132

 

(12)

條件機率告訴我們,一事件的發生與否,可能改變另一事件發生的機率,但 是也有不互相影響的例子。例如:甲、乙兩人各擲一粒公正骰子一次,並令 A 表示「甲擲出 6 點」的事件, B 表示「乙擲出 6 點」的事件。 顯然地,甲是否擲出 6 點並不會影響乙擲出 6 點的機率,反之亦然。也就是說, 這兩個事件並不會互相影響。 再例如:擲一粒公正骰子一次,並令 A 表示「出現質數點」的事件, B 表示「出現 1 點或 2 點」的事件。 因為

A

2,3,5 ,

  

B

1, 2

,且

A B

 

 

2

,所以 (1) 事件 B 發生的機率為

 

2 1

6 3

P B  

(2) 在事件 A 發生的條件下,事件 B 發生的機率為

 

 

1

3

n A B

P B A

n A

。 由(1)與(2)得知,

 

 

P B

P B A

也就是說,事件 B 發生的機率不因事件 A 發生與否而受到影響,此時稱 A 與 B 為 獨立事件。 然而,若令 C 表示「出現 1 點,2 點或 3 點」的事件,因為

A C

 

 

2,3

, 所以

 

3 1

6 2

P C  

, 而

 

 

2

3

n A C

P C A

n A

(13)

顯然事件 A 發生與否會影響到事件 C 發生的機率。也就是說,A 與 C 並非獨立事 件。 當 A 與 B 為獨立事件且

P A 

 

0

時,可由條件機率的乘法定理,得

  

 

P A B

 

P A P B A

   

P A P B

。 而當

P A 

 

0

時,上式亦成立。 根據以上,我們將兩事件獨立定義如下。 兩事件獨立的定義 當兩事件 A 與 B 滿足

    

P A B P A P B

 

時,稱 A 與 B 為獨立事件。 根據上述定義,檢驗兩事件是否獨立。 【例题 7】 擲一粒公正骰子一次,考慮下列三事件: A:出現奇數點,B:出現 1 點或 6 點,C:出現 2 點、3 點或 5 點。 試問: (1) A 與 B 是否為獨立事件? (2) A 與 C 是否為獨立事件? Ans: 【詳解】 根據題意,得

 

3 1

 

2 1

 

3 1

,

,

6 2

6 3

6 2

P A

 

P B

 

P C

 

,且

1

,

2 1

6

6 3

P A B

 

P A C

  

。 (1) 因為

P A B P A P B

 

    

(14)

【隨堂練習 7】 丟一枚均勻硬幣三次,考慮下列兩事件: A:至少出現兩次正面,B:三次都同一面。 試問 A 與 B 是否為獨立事件? Ans: 【詳解】 依題意,得

 

4 1

,

 

2 1

8 2

8 4

P A

 

P B

 

,且

 1

8

P A B

 

。 因為

P A B P A P B

 

    

所以 A 與 B 為獨立事件。 由兩事件獨立的定義,得知:兩獨立事件同時發生的機率等於個別機率的乘 積。 【例题 8】 根據統計:新生兒會出現生理性黃疸的機率為 0.6。已知甲、乙皆為新生兒, 且兩人出現生理性黃疸與否為獨立事件,求下列各事件的機率: (1) 兩人都出現生理性黃疸。 (2) 至少有一人出現生理性黃疸。 Ans: 【詳解】 設

A B

,

分別表示甲、乙出現生理性黃疸的事件。 根據題意,得

 

0.6,

 

0.6

P A

P B

。 (1) 因為A 與 B 為獨立事件, 所以兩人都出現生理性黃疸的機率為

    

0.6 0.6 0.36

P A B P A P B

 

  

。 (2) 至少有一人出現生理性黃疸的事件為

A B

, 其機率為

(15)

▲ 圖 4

     

P A B P A P B P A B

 

0.6 0.6 0.36 0.84

  

【隨堂練習 8】 根據統計:使用新手機後,三年內會換手機的機率為 0.8。已知甲、乙兩人 同時各使用一支新手機,且兩人換手機與否為獨立事件,求三年內 (1) 兩人都換手機的機率。 (2) 至少有一人換手機的機率。 Ans: 【詳解】 設

A B

,

分別表示三年內甲、乙會換手機的事件。 根據題意,得

P A

 

0.8,

P B

 

0.8

。 (1) 因為A 與 B 為獨立事件, 所以三年內兩人都換手機的機率為

     0.8 0.8 0.64

P A B P A P B

 

  

。 (2) 三年內至少有一人換手機的事件為

A B

, 其機率為

     

 0.8 0.8 0.64 0.96

P A B P A P B P A B

 

   

當 A 與 B 為獨立事件時,A 與

B

也為獨立事件,證明 如下:因為 A 與 B 為獨立事件,所以

    

P A B P A P B

 

,且

   

P A B

 

P A P A B

     

P A P A P B

 

1

 

P A

P B

   

P A P B

即 A 與

B

也為獨立事件。

(16)

獨立事件的性質 若 A 與 B 為獨立事件,則有以下性質: (1)事件

A

與 B 為獨立事件。 (2)事件 A 與

B

為獨立事件。 (3)事件

A

B

為獨立事件。 練習上述的性質。 【例题 9】 已知兩事件 A 與 B 為獨立事件,且

 

1

,

2

2

3

P A

P A B

 

,求下列各機率: (1)

P B

 

。 (2)

P A B



。 (3)

P A B

 

Ans: 【詳解】 (1) 利用機率的性質,且A 與 B 為獨立事件,得

     

P A B P A P B P A B

 

       

P A P B P A P B

, 即

2 1

 

1

 

3 2

 

P B

2

P B

, 解得

 

1

3

P B 

。 (2) 因為A 與 B 為獨立事件, 所以

A

與B 也為獨立事件。故

   

1

1

1 1

2

3 6

P A B

 

P A P B 

   

。 (3) 因為A 與 B 為獨立事件, 所以

A

B

也為獨立事件。故

   

1

1

1

1

1

2

3

3

P A B

 

P A P B

    

 

 

 

(17)

【隨堂練習 9】 已知兩事件 A 與 B 為獨立事件,且

 

2

,

 

3

5

4

P A

P B

,求下列各機率: (1)

P A B

。 (2)

P B A

 

。 (3)

P A B

 

Ans: 【詳解】 (1) 利用機率的性質,且A 與 B 為獨立事件,得

     

       

P A B P A P B P A B

P A P B P A P B

 

2 3 2 3 17

5 4 5 4 20

    

。 (2) 因為A 與 B 為獨立事件,所以

 

 

3

4

P B A

P B

。 (3) 因為A 與 B 為獨立事件, 所以

A

與B 也為獨立事件。 故

 

 

1

 

1

2 3

5 5

P A B

P A

 

P A

  

。 利用獨立事件的性質,做一道應用問題。 【例题 10】 設甲、乙射擊的命中率分別為

1

4

1

5

。已知兩人 各射一發,且兩人命中與否為獨立事件,求下列 各事件的機率: (1) 兩人都沒命中。 (2) 至少有一人命中。

(18)

【詳解】 設 A 與 B 分別表示甲、乙命中靶面的事件。 根據題意,得

 

1

,

 

1

4

5

P A

P B

。 (1) 因為A 與 B 為獨立事件, 所以

A

B

也為獨立事件。 故兩人都沒打中的機率為

    

1

1

3

1

1

4

5

5

P A B

 

P A P B

 

    

 

 

(2) 利用取捨原理,得至少有一人命中的機率為

     

P A B P A P B P A B

 

       

P A P B P A P B

1 1 1 1 2

4 5 4 5 5

    

。 【備註】 上例的第(2)題也可以由笛摩根定律:

A B

  

A B

,得

1

1

3 2

5 5

P A B

  

P A B

   

【隨堂練習 10】 設甲、乙兩人在罰球線投籃投進的機率分別為 0.4 與 0.2。已知兩人各投一球, 且兩人投進與否為獨立事件,求下列各事件的機率: (1)兩人都投進。 (2)恰有一人投進。 Ans: 【詳解】 設 A 與 B 分別表示甲、乙投進的事件。 根據題意,得

P A

 

0.4,

P B

 

0.2

(19)

(1) 因為A 與 B 為獨立事件, 所以兩人都投進的機率為

     0.4 0.2 0.08

P A B P A P B

 

  

。 (2) 因為A 與 B 為獨立事件, 所以A 與

B A

 

,

與B 也為獨立事件。 故恰有一人投進的機率為

 

        

P A B P A B P A P B P A P B

 

 

 

0.4 1 0.2

1 0.4 0.2 0.44

  

   

。 獨立事件的理論可以應用在選手贏得比賽的機率。 【例题 11】 甲、乙兩選手參加 5 戰 3 勝制(即先勝 3 盤者贏得比賽)的網球單打比賽。 設甲單盤獲勝的機率為

3

4

,且每盤的比賽結果互不影響。已知甲選手前兩盤 皆敗,求甲贏得比賽的機率。 Ans: 【詳解】 先將甲、乙兩人比賽獲勝的情形及其機率以樹狀圖呈現如下 (甲表甲勝,乙表乙勝)。 再由樹狀圖,得甲贏得比賽的機率為

3 3 3 27

4 4 4 64

  

(20)

【隨堂練習 11】 甲、乙兩選手參加 3 戰 2 勝制(即先勝 2 局者贏得比賽)的羽球單打比賽。 已知甲單局獲勝的機率為

2

3

,且每局的比賽結果互不影響,求甲贏得比賽的 機率。 Ans: 【詳解】 先將甲、乙兩人比賽獲勝的情形及其機率 以樹狀圖呈現如圖(甲表甲勝,乙表乙勝): 再由樹狀圖,得甲贏得比賽的機率為

2 2 2 1 2 1 2 2 20

3 3 3 3 3 3 3 3 27

       

。 當遇到比賽因故中止且不再比賽的狀況時,該如何來分配比賽的獎金呢?以 例題說明如下。 【例题 12】 甲、乙兩人比賽桌球(不得和局),約定先勝 3 局者可得獎金 7200 元。設 甲單局獲勝的機率為

2

3

,且每局的比賽結果互不影響。已知當比賽進行至甲 勝 2 局、乙勝 1 局時,因故中止且不再比賽,至於獎金的分配,則依若繼續 比賽兩人贏得比賽的機率之比例來分配,求甲應分得多少獎金。 Ans:

(21)

【詳解】 先將甲、乙兩人比賽獲勝的情形及其機率以樹狀圖呈現如下 (甲表甲勝,乙表乙勝)。 再由樹狀圖得知:若繼續比賽,則 (1) 甲贏得比賽的機率為

2 1 2 8

3 3 3 9

  

。 (2) 乙贏得比賽的機率為

1 1 1

3 3 9

 

。 因此,兩人贏得比賽的機率之比例為 8:1。 故甲應分得獎金

7200

8

6400

8 1

(元)。 【隨堂練習 12】 甲、乙兩人比賽下棋(不得和局),約定先勝 3 局者可得獎金 1600 元。設 甲、乙兩人實力相當,且每局的比賽結果互不影響。已知當比賽進行至前 2 局皆甲勝時,因故中止且不再比賽,至於獎金的分配,則依若繼續比賽兩人 贏得比賽的機率之比例來分配,求甲應分得多少獎金。 Ans: 【詳解】 先將甲、乙兩人比賽獲勝的情形及其機率 以樹狀圖呈現如圖(甲表甲勝,乙表乙勝): 再由樹狀圖得知:若繼續比賽,則 (1) 甲贏得比賽的機率為

1 1 1 1 1 1 7

2 2 2 2 2 2 8

     

(22)

因此,兩人贏得比賽的機率之比例為 7:1。 故甲應分得獎金

1600

7

1400

7 1

(23)

在網路影音串流平台創新的商業模式中,條件機率經常被使用來打造滿足訂 戶的推薦服務。例如,利用條件機率計算「喜歡甲影片的訂戶中,也喜歡乙影片 的機率」,然後判斷是否主動推薦乙影片給訂戶。 現在舉簡單的例子說明如下:假設某平台分析資料庫的 100 位訂戶中,對甲、 乙兩部影片的喜好情形整理如下表。 甲影片 乙影片 喜歡甲影片 不喜歡甲影片 喜歡乙影片 76 6 不喜歡乙影片 8 10 設 A 表示喜歡甲影片的事件,B 表喜歡乙影片的事件,則

 

76 8 84,

76

n A

  

n A B

 

, 由條件機率,可得

 

 

76

0.9

84

n A B

P B A

n A

 

。 也就是說,已知此訂戶喜歡甲影片,那麼他也喜歡乙影片的機率約為 90%。因 此,該網路影音串流平台就會主動推薦乙影片給喜歡甲影片的訂戶。 透過蒐集到的訂戶資料,運用條件機率,訂戶就能獲得更精準的影片推薦, 而不用自己盲目的搜尋,這就是網路平台使用「推薦引擎」取代「搜尋引擎」所 發揮的商業效益。

(24)

觀念澄清

0. 下列敘述對的打「」 (1) 若事件A 與 B 滿足 P(A)>0,且 P(B)>0,則

P AB

   

P B A

。 (2) 兩事件A 與 B 同時發生的機率

P A B

 

  

P A P B A

 

。 (3) 若A 與 B 為獨立事件,則

A B

 

。 Ans: 【詳解】 (1) ╳: 因為

P AB

 

P A B

 

,

P B A

 

P A B

 

P B

P A

, 所以

P AB

 

P B A

 

不一定相等。 (2) ○: 由條件機率的乘法定理, 得

P A B

 

P A P B A

 

 

。 (3) ╳:當

P A 

  0

P B 

  0

時,

 

P A B

 

  0

P B A

P B

P A

, 即

P A B

 

 0

,因此

A B

 

一、基礎題

1. 同時擲兩粒公正骰子一次。已知這兩粒骰子的點數和為 6, 求其中一粒骰子出現 2 點的機率。 Ans: 【詳解】 設 A 表示兩粒骰子的點數和為 6 的事件,

(25)

B 表示其中有一粒骰子出現 2 點的事件。 依題意,得

A

         

1,5 , 2, 4 , 3,3 , 4, 2 , 5,1

, 因此,

n A 

  5

n A B

 

 2

故在 A 發生的條件下,B 發生的機率為

 

 

2

5

n A B

P B A

n A

2. 某社區的住戶中,有

1

15

的住戶養狗,有

1

30

的住戶養貓,

1

40

的住戶兩種都養。今任選該社區一住戶, 試回答下列問題: (1) 已知此住戶養狗,求該住戶也養貓的機率。 (2) 已知此住戶養貓,求該住戶也養狗的機率。 Ans: 【詳解】 設 A 表示選出者家裡養狗的事件, B 表示選出者家裡養貓的事件。 依題意,得

 

1

,

 

1

,

1

15

30

40

P A

P B

P A B

 

。 (1) 在A 發生的條件下,B 發生的機率為

 

 

40

1

3

1

8

15

P A B

P B A

P A

 

。 (2) 在B 發生的條件下,A 發生的機率為

 

 

40

1

3

1

4

30

P A B

P AB

P B

 

(26)

3. 已知事件 A 與 B 滿足

 

2

,

11

,

3

3

12

8

P A

P A B

 

P A B

 

求下列各機率: (1)

P B

 

(2)

P AB

 

Ans: 【詳解】 (1) 因為

P A B P A P B P A B

 

     

, 所以

11 2

 

3

12 3

 

P B

8

,解得

P B 

  5

8

。 (2)

 

 

3

3

8

5 5

8

P A B

P AB

P B

 

4. 在一箱 12 顆燈泡中,已知有 5 顆不良品。現逐一取出檢查, 取出後不再放回。設每顆燈泡被取到的機率都相等, 求下列各事件的機率: (1) 第一次與第二次都取到不良品。 (2) 第一次取到良品,但第二次取到不良品。 Ans: 【詳解】 先將第一次與第二次事件發生的情形及 其機率以樹狀圖描述如圖: 再由樹狀圖,得

(27)

(1) 第一次與第二次都取到不良品的機率為

5 4

5

12 11 33

 

。 (2) 第一次取到良品,但第二次取到不良品的機率為

7 5

35

12 11 132

 

5. 袋內裝有紅球 3 顆,白球 2 顆。甲、乙兩人依序從袋內各取 1 球, 取後不放回。設每顆球被取到的機會相等,求下列各事件的機率: (1) 甲取到紅球。 (2) 乙取到白球。 Ans: 【詳解】 先將甲、乙取球的情形及其機率以樹狀圖描述如圖: (1) 甲取到紅球的機率為

3

5

。 (2) 因為乙取到白球有「甲取到紅球且乙取到白球」 與「甲取到白球且乙取到白球」兩種情形, 所以乙取到白球的機率為

3 2 2 1 2

5 4 5 4 5

   

6. 箱中裝有編號 1~6 的卡片各一張。從箱中任取一張卡片, 考慮下列兩事件: A:號碼為質數,B:號碼為 6 的正因數。

(28)

【詳解】 根據題意

A

2,3,5 ,

B

1, 2,3, 6

, 得

 

3 1

,

 

4 2

6 2

6 3

P A

 

P B

 

,且

2 1

6 3

P A B

  

。 因為

P A B P A P B

 

    

所以 A 與 B 為獨立事件。 7. 設 A 與 B 為獨立事件,且

 

1

,

 

3

3

4

P A

P B

選出所有正確的選項。 (1)

1

4

P A B

 

(2)

 

1

3

P B A 

(3)

 

1

4

P B A

 

(4)

1

12

P A B

 

Ans: 【詳解】 (1)

   

1 3 1

3 4 4

P A B

 

P A P B

  

。 (2)

 

 

3

4

P B A

P B

。 (3)

 

 

1

 

1

3 1

4 4

P B A

P B

 

P B

  

。 (4)

    

1

1

3

1

3

4

12

P A B

 

P A P B

 

。 故選(1)(3)(4)。

(29)

8. 設甲、乙兩人能解出數學問題的機率分別為 0.4 與 0.5。 已知兩人各自解同一題數學問題,且兩人解出與否為 獨立事件,求下列各事件的機率: (1) 兩人都解出。 (2) 恰有一人解出。 (3) 至少有一人解出。 Ans: 【詳解】 設

A B

,

分別表示甲、乙解出此問題的事件, 且

A B

,

為獨立事件。 (1)

P A B P A P B

 

    

  

0.4 0.5 0.2

。 (2) 恰有一人解出此問題的情形為 「甲解出乙沒解出」或「甲沒解出乙解出」, 機率為

 

 0.4 0.5 0.6 0.5 0.5

P A B

 

P A B

     

。 (3) 至少有一人解出此問題的情形為 「恰一人解出」或「兩人都解出」, 且兩情形為互斥,故機率為

0.5 0.2 0.7

 

9. 甲、乙兩人比賽下棋,約定 5 戰 3 勝制(即先勝 3 局者 贏得比賽)。設兩人實力相當,且每局比賽的結果互不影響。 已知前兩局皆由甲獲勝,求甲贏得比賽的機率。 Ans: 【詳解】 先將甲、乙兩人比賽獲勝的情形及其機率 以樹狀圖呈現如圖(甲表甲勝,乙表乙勝):

(30)

再由樹狀圖,得甲贏得比賽的機率為

1 1 1 1 1 1 7

2 2 2 2 2 2 8

     

10. 電視台闖三關遊戲規則如下:答對每題獎金為 5000 元, 並可繼續回答下一題,直到答錯或三題皆答完為止。 已知某挑戰者答題的正確率為

3

5

,且每一題答對與否皆 為獨立事件,求該挑戰者獲得獎金的期望值。 Ans: 【詳解】 獲得金額與其對應的機率如下: 金額 5000 10000 15000 機率

3 2

6

5 5 25

 

3 3 2 18

5 5 5 125

  

3 3 3 27

5 5 5 125

  

獲得金額的期望值為

6

18

27

5000

10000

15000

5880

25

125

125

 

(元)。

二、進階題

11. 丟一枚均勻硬幣五次,已知正面至少出現 3 次, 求恰出現 4 次正面的機率。 Ans: 【詳解】 設 A 表示正面至少出現 3 次的事件, B 表示恰出現 4 次正面的事件。 根據題意,得

 

5 5 5

5 3 4 5 4 5 5

1

5

,

2

2

2

32

C C C

C

P A

 

P A B

  

(31)

故在 A 發生的條件下,B 發生的機率為

 

 

32

5

5

1

16

2

P A B

P B A

P A

 

12. 袋中有 1 到 9 號共 9 顆整數號碼球。今從袋中取球二次, 每次取出 1 球,取出的球不放回。設每顆球被取到的機率 都相等,已知兩次取到的號碼之和為偶數,求兩次取到的 號碼皆為偶數的機率。 Ans: 【詳解】 設 A 表示兩次取到的號碼之和為偶數的事件, B 表示兩次取到的號碼皆為偶數的事件, 根據題意,得

 

4 3 5 4 4

,

4 3 1

9 8 9 8 9

9 8 6

P A

    

P A B

   

在 A 發生的條件下,B 發生的機率為

 

 

1

6

3

4 8

9

P A B

P B A

P A

 

13. 箱中有紅球 4 顆,白球 3 顆。今從箱中取球三次,每次 取出 1 球,取出的球不放回。設每顆球被取到的機率都 相等,求第一次為紅球且第三次為紅球的機率。 Ans: 【詳解】 因為第一次為紅球且第三次為紅球有 「第一次紅球且第二次紅球且第三次紅球」

(32)

14. 設兩事件 A 與 B 滿足

P A

 

0.5,

P A B

 

0.8

(1) 已知

A B

 

,求

P B

 

(2) 已知 A 與 B 為獨立事件,求

P B

 

Ans: 【詳解】 (1) 因為

P A B P A P B P A B

 

     

, 所以

0.8 0.5

 

P B

 

0

, 解得

P B 

  0.3

。 (2) 因為A 與 B 為獨立事件,所以

    

P A B P A P B

 

。 因此

     

       

P A B P A P B P A B

P A P B P A P B

 

, 即

0.8 0.5

 

P B

 

0.5

P B

 

, 解得

P B 

  0.6

15. 已知

A B

,

是兩獨立事件,

 

1

7

P A 

且 A 和 B 都不發生 的機率是

5

14

,求

P B

 

Ans: 【詳解】 因為

A B

,

是兩獨立事件, 所以

A和

B也是兩獨立事件。

A 和 B 都不發生的事件

A B

所發生的機率為

   

1

 

 

6

 

7

P A B

 

 

P A P B

 

P A P B

P B

(33)

得到

5

6

 

14 7

P B

,即

 

5

12

P B 

。 因此,

 

1

5

7

12 12

P B  

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