条件概率

Conditional Probability

一、条件概率

事件 B 发生情况下事件 A 发生的概率

P(A∣B)=P(AB)P(B)

对单独的两个事件而言,各自发生的概率是确定的,而且不受另一个事件是否发生的影响

但是,如果已知一个事件发生,则需要对另一个事件发生的概率重新考虑(一个事件发生,会改变基本空间 (样本空间) 的大小,进而改变另一个事件的概率)

二、乘法公式

P(AB)=P(B)P(A∣B)=P(A)P(B∣A)
P(A1A2⋯An)=P(A1)P(A2∣A1)P(A3∣A1A2)⋯P(An∣A1A2⋯An−1)

例题 100 个零件,10 件次品,不放回抽样依次抽取 3 次,求第三次才抽到合格品的概率
解答 设 Ai 为第 i 次抽到合格品的事件,也即求 P(A1―A2―A3) 的概率

P(A1―A2―A3)=P(A1―)P(A2―∣A1―)P(A3∣A1―A2―)=10100⋅999⋅9098

或者将抽取 3 次看为一个事件 古典概型

P=A102⋅90A1003=10⋅9⋅90100⋅99⋅98

三、全概率公式

Law of Total Probability

已知原因找结果

Pasted image 20250730133150.png

B1,B2,⋯,Bn 为 Ω 的一个分割/完备事件组/划分,满足:

  1. BiBj=∅,i≠ji,j=1,2⋯n
  2. ⋃i=1nBi=Ω

已知每个划分及每个划分中 A 发生的概率,求 A 发生的概率

P(A)=P(⋃i=1nABi)=∑i=1nP(ABi)=∑i=1nP(A∣Bi)P(Bi)

最简单的形式:P(A)=P(B)P(A∣B)+P(B―)P(A∣B―)

四、贝叶斯公式

Bayes' Theorem 贝叶斯公式

已知结果找原因

B1,B2,⋯,Bn 为 Ω 的一个分割/完备事件组/划分
已知事件 A 发生,求其中一个划分的概率

P(Bi∣A)=P(ABi)P(A)=P(Bi)P(A∣Bi)∑i=1nP(A∣Bi)P(Bi)

例题

问题
油田钻井队打出油的概率为 0.07,出油的井恰位于有储油地质结构位置的概率为 0.85,不出油的井位于有储油地质结构位置的概率为 0.35

  1. 则在有储油地质结构位置上打井的概率为?
  2. 在有储油地质结构位置上打的井出油的概率为?

解答
打井(原因) → 出油 (结果)
设打的井出油为事件 A (结果)
在有储油地质结构位置上打井为事件 B (原因)

  1. 打出油的概率
    P(A)=0.07 P(A―)=0.93
    出油的井恰位于有储油地质结构位置 (已知结果,推原因)
    P(B∣A)=0.85
    P(B∣A―)=0.35

P(B)=P(B∣A)P(A)+P(B∣A―)P(A―)
P(B)=0.85×0.07+0.35×0.93

P(A∣B)=P(AB)P(B)=P(B∣A)P(A)P(B)

注意

灵活处理!也不要过于纠结原因和结果,只要明确事件,转化题目的意义即可,灵活地应用公式解决


AI 结构化补充(2026-05-02)

Conditional Probability

一、条件概率

事件 B 发生情况下事件 A 发生的概率

P(A∣B)=P(AB)P(B)

对单独的两个事件而言,各自发生的概率是确定的,而且不受另一个事件是否发生的影响

但是,如果已知一个事件发生,则需要对另一个事件发生的概率重新考虑(一个事件发生,会改变基本空间 (样本空间) 的大小,进而改变另一个事件的概率)

二、离散随机变量形式

设

pij=P(X=xi,Y=yj)

是 X 与 Y 的联合概率矩阵元素。第 i 行的行和

pi=∑jpij=P(X=xi)

是 X=xi 的边缘概率。若 pi>0,则

P(Y=yj∣X=xi)=pijpi.

这表示“已知 X=xi”后,只保留联合矩阵第 i 行,并把这一行重新归一化为总和为 1 的概率向量。

例:给定

P=[0.10.30.20.4],

行边缘概率为

p1=0.1+0.3=0.4,p2=0.2+0.4=0.6,

列边缘概率为

P1=0.1+0.2=0.3,P2=0.3+0.4=0.7.

于是

P(Y=y2∣X=x1)=0.30.4=0.75,P(Y=y1∣X=x2)=0.20.6=13.

若 X,Y 独立,则

pij=piPj,

并且

P(Y=yj∣X=xi)=Pj.

两枚独立公平硬币的联合矩阵全为 14,知道第一枚硬币的结果不会改变第二枚硬币正反面的概率。若两枚硬币按同面粘在一起,则只有 (1,1) 与 (0,0) 的概率为 12,此时 P(Y=1∣X=1)=1,P(Y=0∣X=1)=0。

三、乘法公式

P(AB)=P(B)P(A∣B)=P(A)P(B∣A)
P(A1A2⋯An)=P(A1)P(A2∣A1)P(A3∣A1A2)⋯P(An∣A1A2⋯An−1)

例题 100 个零件,10 件次品,不放回抽样依次抽取 3 次,求第三次才抽到合格品的概率
解答 设 Ai 为第 i 次抽到合格品的事件,也即求 P(A1―A2―A3) 的概率

P(A1―A2―A3)=P(A1―)P(A2―∣A1―)P(A3∣A1―A2―)=10100⋅999⋅9098

或者将抽取 3 次看为一个事件 古典概型

P=A102⋅90A1003=10⋅9⋅90100⋅99⋅98

四、全概率公式

Law of Total Probability

已知原因找结果

Pasted image 20250730133150.png

B1,B2,⋯,Bn 为 Ω 的一个分割/完备事件组/划分,满足:

  1. BiBj=∅,i≠ji,j=1,2⋯n
  2. ⋃i=1nBi=Ω

已知每个划分及每个划分中 A 发生的概率,求 A 发生的概率

P(A)=P(⋃i=1nABi)=∑i=1nP(ABi)=∑i=1nP(A∣Bi)P(Bi)

最简单的形式:P(A)=P(B)P(A∣B)+P(B―)P(A∣B―)

五、贝叶斯公式

Bayes' Theorem 贝叶斯定理

已知结果找原因

B1,B2,⋯,Bn 为 Ω 的一个分割/完备事件组/划分
已知事件 A 发生,求其中一个划分的概率

P(Bi∣A)=P(ABi)P(A)=P(Bi)P(A∣Bi)∑k=1nP(A∣Bk)P(Bk)

在联合概率记号下,乘法公式给出

pij=P(Y=yj∣X=xi)P(X=xi)=P(X=xi∣Y=yj)P(Y=yj).

若 P(X=xi)>0,可得

P(Y=yj∣X=xi)=P(X=xi∣Y=yj)P(Y=yj)P(X=xi).

概念边界

条件概率不是对称关系,通常 P(A∣B)≠P(B∣A)。分母事件必须有正概率;若 P(B)=0,普通离散条件概率 P(A∣B) 不定义。条件化也不等于因果判断,它只是在给定信息下重新分配概率;是否能解释为因果关系,还需要额外的建模假设或实验设计。

例题

问题
油田钻井队打出油的概率为 0.07,出油的井恰位于有储油地质结构位置的概率为 0.85,不出油的井位于有储油地质结构位置的概率为 0.35

  1. 则在有储油地质结构位置上打井的概率为?
  2. 在有储油地质结构位置上打的井出油的概率为?

解答
打井(原因) → 出油 (结果)
设打的井出油为事件 A (结果)
在有储油地质结构位置上打井为事件 B (原因)

  1. 打出油的概率
    P(A)=0.07 P(A―)=0.93
    出油的井恰位于有储油地质结构位置 (已知结果,推原因)
    P(B∣A)=0.85
    P(B∣A―)=0.35

P(B)=P(B∣A)P(A)+P(B∣A―)P(A―)
P(B)=0.85×0.07+0.35×0.93

P(A∣B)=P(AB)P(B)=P(B∣A)P(A)P(B)

注意

灵活处理!也不要过于纠结原因和结果,只要明确事件,转化题目的意义即可,灵活地应用公式解决