条件概率与二项分布
条件概率 ;二项分布 ,,、。
适用前提与边界条件
- 已掌握概率基本概念与古典概型
- 已熟练组合数 公式与计数原理
定义
条件概率:设 、 为两个事件,且 ,在事件 发生的条件下事件 发生的概率,记 ,
全概率公式:若事件组 两两互斥,,,则对任一事件 ,
事件独立:若 ,则称 、 独立。等价表述 ( 是否发生不影响 的概率)。
满足 且 。
二项分布:在 次独立重复试验中,每次成功概率为 ,记 为成功次数,则 服从二项分布,记 ,分布列
超几何分布: 件产品中含 件次品,不放回抽取 件,次品数 服从超几何分布
推导
条件概率推导:在缩小的样本空间 中, 发生即 发生,故
全概率公式推导:,由 互斥得 也互斥,故
二项分布推导: 次独立重复试验,恰有 次成功相当于从 个位置选 个放成功(组合数 种选法),每种特定序列概率 ,故
二项分布期望与方差:引入指示变量 ,则 。每个 ,、,由独立性
二项分布可加性:若 、 独立,则 。
典例精析
例 1:袋中 4 红 6 白,每次取一球取后放回,共取 3 次,求恰好取到 2 次红球的概率。
每次取红概率 ,取 3 次独立重复,红球数 。
例 2:掷两枚骰子,已知至少一枚为 6 点,求两枚都是 6 点的概率。
设 = “至少一枚为 6”, = “两枚都是 6”。,。
例 3:甲乙独立投篮,命中率分别为 0.6 和 0.5,各投 3 次,求甲恰好投中 2 次且乙恰好投中 1 次的概率。
甲 ,。
乙 ,。
由独立性 。
例 4:一批产品 20 件含 5 件次品,不放回取 4 件,求恰好 2 件次品的概率及期望。
超几何分布 ,。
期望 件。
对比
| 概念 | 公式 | 适用前提 |
|---|---|---|
| 条件概率 | ||
| 全概率 | 互斥且完备 | |
| 独立 | 互不影响 | |
| 二项分布 | 放回、独立 | |
| 超几何分布 | 不放回 | |
| 二项期望方差 | 、 |
正例与反例
✅ 正例
- 袋中 3 红 2 白,有放回摸 4 次,红球数 ,
- 已知 、,则
❌ 反例
- 袋中 3 红 2 白不放回摸 4 次仍按 是错的,应为超几何分布
- 由 、 直接得 是错的,需先验证 、 独立
高频误解与考试易错
- 混淆 与 :前者是同时发生,后者是在 发生前提下
- 用二项分布未验证三条件:每次试验独立、结果只有两类、概率 恒定
- 二项分布期望写成 但漏方差
- 把超几何分布(不放回)当二项分布(放回)处理
- 求 直接用 :应为 解出
常见问题
条件概率公式与全概率公式?
条件概率 ()。全概率公式:若 互斥且和为必然事件,则 。
事件独立的定义?
若 ,则 、 独立。等价于 ( 是否发生不影响 )。独立必互不干涉,但互斥()通常不独立。
二项分布的判定与公式?
判定三条件:(1) 次独立重复试验;(2) 每次只有成功/失败两类;(3) 成功概率恒为 。则成功次数 ,()。
二项分布的期望与方差?
、。若 、 独立,则 (可加性)。
超几何分布与二项分布区别?
超几何分布: 件中含 件次品,不放回取 件,次品数 服从超几何分布,。二项分布要求放回(独立)。 时超几何趋近二项分布。
依据与出处
- 人教 A 版(2019 审定)选择性必修第三册 第七章《随机变量及其分布》§7.1-7.4