概率乘法法则

基础

学习计算「和」的概率:两个事件共同发生的机会。

适合:中三数学 · 单元:概率统计 · 建议学习路径第 30/37 课

学完呢课,你会识:
  • 独立事件(有回置):P(A 和 B) = P(A) × P(B)
  • 相关事件(无回置):P(A 和 B) = P(A) × P(B|A)
  • 「和」用乘法,「或者」用加法
数学Mathematics
读呢课前,你应该识: 概率加法法则

1重点摘要 Summary

学习计算「和」的概率:两个事件共同发生的机会。

2生字卡 Vocabulary

M
Multiplication rule乘法法则

计算「和」的概率时所用的法则

I
Independent events独立事件

一件事件的发生不影响另一件

D
Dependent events相关事件

一件事件的发生会影响另一件

P
P(A and B)P(A 和 B)

两个事件同时发生的概率

P
P(A|B)

已知 B 发生,A 发生的概率

C
Conditional probability条件概率

在某条件成立之下的概率

W
With replacement有回置

抽出后放回原处再抽

W
Without replacement无回置

抽出后不放回原处

3逐步讲解 Steps

  1. 第一步:独立事件若两个事件互不影响,其中一件是否发生并不改变另一件发生的概率,则称它们为独立事件。独立事件的乘法法则是 P(A 和 B) = P(A) × P(B)。例如掷一枚硬币与掷一粒骰子,硬币的结果不影响骰子的结果,两者独立。为什么可以直接相乘?因为第一件事的结果丝毫不改变第二件事的样本空间。常见错法是把未经检验的两件事当成独立,套用公式前必须先判断是否互相影响。
  2. 第二步:独立事件的例子掷骰子两次,求两次都掷得 6 的概率:第一次得 6 的概率是 16,第二次得 6 的概率同样是 16,两次结果互不影响,故 P(两次都是 6) = 16 × 16 = 136。为什么第二次仍是 16?因为骰子没有记忆,第一次的结果完全不改变第二次的可能性。常见错法是把 16 + 16 = 13 当成答案,那是「至少一次得 6」一类问题的思路,与「两次都」的乘法情境完全不同。
  3. 第三步:相关事件与条件概率若第一件事的结果会改变第二件事发生的概率,两者便是相关事件(不独立),须用条件概率形式的乘法法则:P(A 和 B) = P(A) × P(B|A),其中 P(B|A) 表示在 A 已发生的条件下 B 发生的概率。最典型的情境是抽物不放回:第一件抽出后总数减少,第二件的概率随之改变。为什么不能直接相乘?因为第二次的样本空间已被第一次改变。常见错法是无视「不放回」三字,仍用独立事件的公式。
  4. 第四步:相关事件的例子从一副 52 张的扑克牌中抽出两张,不放回,求两张都是红桃的概率:第一张是红桃的概率为 1352;抽出一张红桃后,牌堆余 51 张,其中红桃余 12 张,故 P(第二张是红桃 | 第一张是红桃) = 1251。为什么分子分母都变?因为总牌数由 52 减为 51,红桃由 13 减为 12,两者同步减一。常见错法是只减分子不减分母,误用 1252;分母必须反映剩余的总数。
  5. 第五步:相乘与约简接上例相乘:P(两张都是红桃) = 1352 × 1251。先约简可减少数字:1352 = 14,于是 14 × 1251 = 12204,再约简得 117。为什么先约简?因为大数相乘之后再约分容易出错,先约可使计算量大幅减少,例如 12 与 51 有公因数 3,先约得 4 与 17,乘积直接是 451 的形式。常见错法是相乘后忘记约简,写出 12204 便收笔;答案应化至最简分数,或按题目要求化为小数。
  6. 第六步:独立还是相关的判断判断两事件是否独立,关键在于第一次结果是否改变第二次的样本空间:抽出后放回,或掷骰、掷币等重复试验,各次互相独立;抽出后不放回,总数改变,便是相关事件。例如袋中有 3 红 2 蓝共 5 球,放回抽取时第二次抽红的概率恒为 35,不放回时则视第一次结果而改变。为什么要练习判断?因为选错法则整题作废。常见错法是见到「抽两次」便用独立公式,应先读清楚有无「放回」字眼。

4图解 Diagrams

概率树形图:掷硬币两次Probability tree: two coin tosses1/21/2公 H字 T1/21/21/21/2HHHTTHTT1/41/41/41/4每条路径嘅概率 = 沿路相乘,全部加埋 = 1Each path: multiply along the way; all paths sum to 1
图 1:概率树形图

5例题示范 Example

袋中有 3 个红球和 2 个蓝球。抽两次(无回置),两次都是红球的概率?

  1. 第一步:已知。总共 5 个球,3 红 2 蓝。抽两次,无回置。
  2. 第二步:第一次抽红。P(第一次红) = 35。
  3. 第三步:抽出后剩 4 个球,2 个红。P(第二次红|第一次红) = 24 = 12。
  4. 第四步:相乘。P(两次都红) = 35 × 12 = 310。
  5. 答案:两次都是红球的概率 = 310。因为抽出不放回,袋中余 4 球、红球 2 个,故 P(第二次红|第一次红) = 24 = 12;两事件相关,用乘法法则得 P = 35 × 12 = 310。作答时须写明「无回置」,并交代条件概率的由来。

6常见错误 Mistakes

✗ 无回置都当独立
✓ 无回置要减回抽走了那个!
✗ 独立事件用条件概率
✓ 独立直接乘,不用条件概率。
✗ 忘记分母会变
✓ 无回置分母会减 1,分子都可能变。
✗ 「和」用加法
✓ 「和」用乘法,「或者」用加法!

75 题快测 Quick check

Q1掷两次骰,两次都是 1 的概率?

Q2独立事件乘法公式?

Q3抽两张牌(无回置),两张都是 A 的概率?

Q4「和」用哪个法则?

Q5袋里面 4 红 1 蓝,抽两次(无回置),两次都红?

8重点回顾 Recap

  • 独立事件(有回置):P(A 和 B) = P(A) × P(B)
  • 相关事件(无回置):P(A 和 B) = P(A) × P(B|A)
  • 「和」用乘法,「或者」用加法
  • 无回置记得分母同分子都会变
  • 掷骰、掷硬币每次都是独立

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