Ch 3.3 貝氏定理 二年____班 座號:____ 姓名:
重點 1:條件機率的乘法法則
1.意義:假設 A,B 是同一樣本空間 S 中的兩事件,且 P(A)>0,則 P(A∩B)=P(A)P(BA) 註 1:由條件機率的定義 P(BA)= ( )
( ) P A B
P A
I ,移項得知 P(A∩B)=P(A)P(BA)
註 2:兩事件 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」
2.三個事件的乘法法則:
P(A1∩A2∩A3)=P((A1∩A2)∩A3)=P(A1∩A2)P(A3A1∩A2)=P(A1)P(A2A1)P(A3A1∩A2) 即 P(A1∩A2∩A3)=P(A1)P(A2A1)P(A3A1∩A2)
◎乘法法則
例 1.1:摸彩箱內有 10 顆球,其中有 3 顆金球,箱內每顆球被取出的機會相同。甲、乙兩人先後各取 1 球,取後不放回,
試求:(1)兩人都取到金球的機率為何? (2)乙取到金球的機率為何?
Ex1.1:摸彩箱內有 10 顆球,其中有 3 顆金球,箱內每顆球被取出的機會相同。甲、乙兩人先後各取 1 球,取後不放回,
試求:(1)兩人都未取到金球的機率為何? (2)只有乙取到金球的機率為何?
◎利用樹狀圖求機率
例 1.2:已知籤筒內的 10 支籤中有 3 支中獎籤,且每支籤被抽出的機會相同。今甲,乙,丙三人依序抽籤,
每人一次抽一支籤且抽出後不放回,試問甲,乙,丙三人均中獎的機率為何?
Ex1.2:袋中有 3 顆紅球與 2 顆白球,且每顆球被取出的機會相同。今從袋中取球,每次取一球連取三次,取後不放回。
試求第一次取出紅球,第二次也取出紅球,而第三次取出白球的機率為何?
例 1.3:班上有 40 位同學,試問這 40 位同學的生日都不相同的機率為何?(四捨五入至小數點後第四位)
Ex1.3:若在路上隨機訪問 6 名學生,則在這 6 名學生中,有人生肖相同的機率為何?(四捨五入至小數點後第三位)
重點 2:貝氏定理(條件機率的加法法則)
1.分割:令 S 為樣本空間,如右圖,若 n 個非空事件 A1,A2,…,An滿足下列條件:
(1)若 i j,則 Ai∩Aj=∅ (事件兩兩不相交或互斥) (2)A1∪A2∪…∪An=S (聯集為全事件)
則稱{A1,A2,…,An}為樣本空 S 的一個分割分割分割 分割
2.加法法則:
若{A1,A2,…,An}為樣本空 S 的一個分割,B 為一個事件,如右圖 得知 B=(B∩A1)∪(B∩A2)∪……∪(B∩An)
則 P(B)=P(B∩A1)+P(B∩A2)+……+P(B∩An)
=P(A1)P(BA1)+P(A2)P(BA2)+……+P(An)P(BAn) 3.貝氏定理:
設{A1,A2,…,An}為樣本空 S 的一個分割,且 P(Ak)>0,k=1,2,…,n,B 為任意事件
則在 B 條件下 Ak成立的機率為 P(AkB)=
1 1 2 2
( ) ( )
( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )
k k
n n
P A P B A
P A P B A +P A P B A + +L P A P B A ,k=1,2,…,n
註:貝氏定理是在十八世紀英國牧師貝斯(R. T. Bayes,1702~1761)的遺作中發現的 說明:設 A1,A2為樣本空間 S 的兩個事件,且滿足 P(A1)>0,足 P(A2)>0,則:
(1)分割:當 A1,A2為互斥事件,且 A1∪A2=S,稱{ A1,A2}為樣本空間 S 的一組分割分割分割分割 (2)若事件 B 為 S 的一個事件,則事件 B 被分割成 A1∩B,A2∩B 互斥的兩個事件
⇒P(B)=P(A1∩B)+P(A2∩B) (3) P(A1B)=
) (
) (
1B P
B A P ∩
= ( ) ( ) ) (
2 1
1
B A P B A P
B A P
∩ +
∩
∩ =
同理
例 2.1:某工廠有甲、乙兩臺機器,其產量分別占總產量的 60%與 40%。根據過去經驗知道甲機器產品中的 4%,乙機器 產品中的 3%為劣品。今任取一產品,且每個產品被取出的機會相同,則取出的產品為劣品的機率為何?
Ex2.1:甲外出工作,委託鄰居乙照顧一盆花。根據過去經驗知道如果不澆水,花死去的機率是 0.8;若澆水,花死去的機 率是 0.1。如果甲有九成的把握乙會記得澆水,試問甲回家後,這盆花還活著的機率為何?
例 2.2:保險公司將一地區的民眾分為兩類,一類是高風險者,另一類是一般民眾。根據以往資料,高風險者一年內發生 事故的機率為 0.4;一般民眾的機率則減為 0.2。假設高風險者約占該地區人口數的 30%,今該地區有一民眾參加 投保,則:
(1)該地區民眾一年內發生事故的機率為何?
(2)若已知該地區某一民眾發生事故,則他是屬於高風險者的機率為何?(四捨五入至小數點後第三位)
Ex2.2:若一公司產品來自 A、B 兩家工廠,兩家工廠的產量各占總量的 30%、70%,根據以往經驗,A、B 兩家工廠產品 的不合格率分別為 2%、4%,試求:
(1)公司產品的不合格率為何?
(2)若取到一個不合格品,則它是由 B 工廠所生產的機率為何?(四捨五入至小數點後第三位)
例 2.3:展示櫃內有甲,乙,丙三廠牌的智慧型手機,其中甲占總量 20%,乙占 30%,丙占 50%。而甲、乙、丙三廠牌的 待機時間超過 100 個小時的機率分別為 0.7、0.4、0.3。試問:
(1)若隨手挑一支手機,這支手機的待機時間超過 100 個小時的機率為何?
(2)若挑選的手機其待機時間超過 100 個小時,則此手機為甲廠牌的機率為何?
Ex2.3:某公司的產品分別由甲、乙、丙三家工廠所生產,其中甲廠占 60%,乙廠占 20%,丙廠占 20%。而三家工廠所 生產的產品中分別有 4%、7%、6%的瑕疵品。若在該公司的產品中發現一個瑕疵品,則此瑕疵品為甲廠所生產 的機率為何?
例 2.4:已知某種快篩試劑對某病毒的檢驗,其「偽陰率」為 20% (即帶原者做檢驗有 20%的機會呈陰性反應,其他呈陽 性反應 ),而「偽陽率」亦為 20% (即未帶原者做檢驗有 20%的機會呈陽性反應,其他呈陰性反應)。現推估有 2%
的民眾為此病毒帶原者。若小芬以此試劑檢驗結果呈陽性反應,試求她確實帶原的機率為何?
Ex2.4:已知某種快篩試劑對某病毒的檢驗,其「偽陰率」為 20% (即帶原者做檢驗有 20%的機會呈陰性反應,其他呈陽 性反應),而「偽陽率」亦為 20% (即未帶原者做檢驗有 20%的機會呈陽性反應,其他呈陰性反應)。現推估有 2%
的民眾為此病毒帶原者。若小菡以此試劑檢驗結果呈陽性反應,試求她確實未帶原的機率為何?