鏈式法則

小知識 · 10 天前 · 12 人浏览

概率论中鏈式法則:

“事件 A 和事件 B 同时发生的概率等于事件 A 发生的概率乘以在事件 A 已经发生的条件下事件 B 发生的概率。”

用数学公式表示就是:

P(A and B) = P(A) * P(B|A)

我们来分解一下这个公式的各个部分:

  • P(A and B): 这表示事件 A 发生并且事件 B 也同时发生的概率。可以理解为 A 和 B 这两个条件都满足的情况的概率。
  • P(A): 这表示事件 A 发生的概率,没有任何其他条件限制。
  • P(B|A): 这是一个条件概率,表示在已知事件 A 已经发生的前提下,事件 B 发生的概率。竖线 "|" 就读作“在...条件下”或“给定”。

现在,我们用一个具体的例子来理解这个公式:

例子:从一副标准的 52 张扑克牌中连续抽取两张牌,不放回。

  • 事件 A: 第一次抽到一张红心。
  • 事件 B: 第二次抽到一张黑桃。

我们想计算的是 P(第一次抽到红心 且 第二次抽到黑桃),也就是 P(A and B)

  1. 计算 P(A):第一次抽到红心的概率

    • 一副牌有 52 张,其中红心有 13 张。
    • 所以,第一次抽到红心的概率 P(A) = 13/52 = 1/4。
  2. 计算 P(B|A):在第一次抽到红心的条件下,第二次抽到黑桃的概率

    • 假设我们第一次抽到了一张红心,那么现在牌堆里还剩下 51 张牌。
    • 黑桃的数量没有改变,仍然有 13 张。
    • 所以,在第一次抽到红心的条件下,第二次抽到黑桃的概率 P(B|A) = 13/51。
  3. 计算 P(A and B):第一次抽到红心且第二次抽到黑桃的概率

    • 根据链式法则:P(A and B) = P(A) * P(B|A)
    • P(A and B) = (13/52) (13/51) = (1/4) (13/51) = 13/204。

直观理解:

这个公式的逻辑是这样的:要让事件 A 和事件 B 同时发生,首先事件 A 必须发生。然后,在事件 A 已经发生的基础上,事件 B 也必须发生。这两个步骤都成功了,那么 A 和 B 就同时发生了。

我们先计算事件 A 发生的可能性,然后再考虑在 A 已经发生的情况下,B 发生的可能性。将这两个可能性相乘,就得到了 A 和 B 同时发生的总可能性。

另一个例子:抛硬币和掷骰子

  • 事件 A: 抛一枚均匀的硬币,正面朝上。P(A) = 1/2。
  • 事件 B: 掷一个均匀的六面骰子,点数为 6。P(B) = 1/6。

在这个例子中,事件 A 和事件 B 是相互独立的,也就是说硬币的结果不会影响骰子的结果。对于相互独立的事件,P(B|A) = P(B)。

那么,事件 A 和事件 B 同时发生的概率是:

P(A and B) = P(A) P(B|A) = P(A) P(B) = (1/2) * (1/6) = 1/12。

总结:

这句话的核心在于强调了条件性。当事件 B 的发生依赖于事件 A 是否发生时(即事件 A 和 B 不是相互独立的),我们就需要考虑在事件 A 已经发生的条件下事件 B 的概率。链式法则提供了一种计算这类联合概率的有效方法。

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