843 / 学习讲义

信息技术 / 01

概率:从可能性到可信判断

一次解决一个小问题。从具体例子开始,理解条件,再亲手算一遍。

01 / 概率:从可能性到可信判断 · 小节 1

事件怎样合并与计数

读完这一节,你会

用样本空间和事件表达一个随机问题。

大纲要求的教学展开 · 技术讲解 · 本节来源与考点

前置知识:先数清可能性:排列与组合 · 符号回看

从一个问题开始

随机抽一张1至6号卡,“偶数或大于4”的概率能直接相加吗?

至少一个条件成立:去掉重复

至少一个条件成立:去掉重复。步骤文字在图下。2、465交集只含6
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偶数A={2,4,6},大于4的B={5,6}。

原创教学示意 · 手动播放,可随时暂停;折叠或离开小节时停止。

把这件事讲清楚

样本空间Ω包含一次试验全部可能结果;事件是其中一组结果。概率P(A)在0与1之间,P(Ω)=1。不可能事件概率为0,但连续模型里概率0的事件不一定不可能。只有有限个结果且等可能时,才可用有利结果数除以全部结果数。互斥是不能同时发生,互补是合起来覆盖所有结果且互斥。

为什么成立 · 关键推导

A和B重叠部分被P(A)+P(B)计算两次,所以P(AB)=P(A)+P(B)P(AB)P(A\cup B)=P(A)+P(B)-P(A\cap B)。补事件P(Ac)=1P(A)P(A^c)=1-P(A)。画两个圆比直接背公式更不易遗漏交集。

入门例题 / 1

偶数A={2,4,6},大于4的B={5,6}。并集{2,4,5,6},概率4/6=2/3;公式为3/6+2/6−1/6。

典型应用与变式 / 2

公平硬币独立抛3次,至少一次正面。直接分类较长,取补事件“全反面”,得1−(1/2)³=7/8。选择补事件是因为它只有一种结果。

停一下,自己试一试

先独立作答;卡住时看提示,完成后再对照解析。

概念判断

互斥事件一定互补吗?

需要一点提示

看是否覆盖全部样本空间。

查看过程、答案与错因

不一定。掷骰子出1与出2互斥,但还可能出3至6,因此不互补。

计算与执行过程

袋中3红2蓝,不放回抽2球,均红概率?

需要一点提示

按无序组合数数。

查看过程、答案与错因

C₃²/C₅²=3/10;按顺序算3/5×2/4也等于3/10。

条件与错误辨析

某页面只有“点击/不点击”,能据此说点击概率1/2吗?

需要一点提示

两种结果是否等可能?

查看过程、答案与错因

不能。结果种类少不代表等可能,应由模型或数据估计点击概率。

带走这一句

概率的第一步,是说明你把哪些结果当作等可能。

01 / 概率:从可能性到可信判断 · 小节 2

知道新信息后,概率会变

读完这一节,你会

正确缩小样本空间,区分互斥与独立。

大纲要求的教学展开 · 技术讲解 · 本节来源与考点

前置知识:事件怎样合并与计数 · 符号回看

从一个问题开始

已知抽到的是偶数卡,再问大于4的概率,分母为什么改变?

把这件事讲清楚

条件概率P(AB)P(A\mid B)读作“在B发生条件下A的概率”,要求P(B)>0。它只在B内重新分配概率:P(AB)=P(AB)P(B)P(A\mid B)=\frac{P(A\cap B)}{P(B)}。独立指知道B不改变A的概率,等价于P(A∩B)=P(A)P(B)。独立并不意味着不能同时出现。

为什么成立 · 关键推导

把条件概率公式移项得到乘法公式P(A∩B)=P(B)P(A|B)。连续做多步试验时,每一步都写明之前已知条件;只有已证明独立,才去掉条件。

入门例题 / 1

1至6号卡中已知是偶数,剩{2,4,6};大于4只剩6,条件概率1/3,原来无条件为2/6,恰好相同不代表所有事件都独立。

典型应用与变式 / 2

3红2蓝不放回抽两球。第一红的概率3/5;已知第一红,第二红2/4,所以均红3/10。若放回,则第二红仍3/5,均红9/25。

停一下,自己试一试

先独立作答;卡住时看提示,完成后再对照解析。

概念判断

两个概率都大于0的互斥事件能独立吗?

需要一点提示

比较交集概率与乘积。

查看过程、答案与错因

不能。交集为0,而乘积大于0,不满足独立条件。

计算与执行过程

P(A)=0.4,P(B)=0.5,P(A∩B)=0.3,求P(A|B)。

需要一点提示

条件放在分母。

查看过程、答案与错因

0.3/0.5=0.6,不等于P(A)=0.4,所以不独立。

条件与错误辨析

A与B独立、B与C独立,能推出A与C独立吗?

需要一点提示

独立不是相等关系。

查看过程、答案与错因

不能。例如A=C为第一次硬币正面,B为第二次独立硬币正面,则A与C完全相同,非独立。

带走这一句

分母由“已经知道什么”决定。

01 / 概率:从可能性到可信判断 · 小节 3

全概率与贝叶斯:从结果追原因

读完这一节,你会

先算结果总量,再比较不同原因贡献。

大纲要求的教学展开 · 技术讲解 · 本节来源与考点

前置知识:知道新信息后,概率会变 · 符号回看

从一个问题开始

检测显示异常,为什么不等于一定真的异常?

用10000个对象看后验

用10000个对象看后验。步骤文字在图下。总计10000异常100正常9900
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先按真实状态分成互斥的两组:异常100,正常9900。

原创教学示意 · 手动播放,可随时暂停;折叠或离开小节时停止。

把这件事讲清楚

设互斥且完备的原因B₁…Bₙ把所有情况分完。全概率把各条路径加起来:P(A)=iP(Bi)P(ABi)P(A)=\sum_i P(B_i)P(A\mid B_i)。贝叶斯再反向分配:P(BjA)=P(Bj)P(ABj)P(A)P(B_j\mid A)=\frac{P(B_j)P(A\mid B_j)}{P(A)}。先验P(Bj)是观察前的比例;后验是看到A后的比例。两种条件方向一般不同。

为什么成立 · 关键推导

不用一开始记公式:假设10000个对象,把真实正常与异常先分组,再各自算报告异常的人数,最后在“报告异常”里找真正异常占比。这个计数过程就是贝叶斯。

入门例题 / 1

异常率1%,检出率90%,正常对象误报率5%。10000人中真异常100,报异常90;正常9900,误报495。报告异常共585,真异常占90/585=2/13≈15.38%。这是教学模型,不能用作个人诊断。

典型应用与变式 / 2

两条生产线产量占0.6和0.4,不良率0.02和0.05。不良总概率0.6×0.02+0.4×0.05=0.032;已知不良来自第二线概率0.02/0.032=0.625。

停一下,自己试一试

先独立作答;卡住时看提示,完成后再对照解析。

概念判断

P(报警|故障)=0.9等于P(故障|报警)吗?

需要一点提示

还要知道故障率与误报率。

查看过程、答案与错因

不等于。条件方向相反,缺少基准率与误报信息无法反推。

计算与执行过程

A、B渠道各占一半,点击率0.1、0.3。已点击用户来自B的概率?

需要一点提示

列出两条点击路径。

查看过程、答案与错因

总点击概率0.5×0.1+0.5×0.3=0.2;B贡献0.15,后验0.15/0.2=0.75。

条件与错误辨析

原因分类存在重叠还能直接套全概率求和吗?

需要一点提示

是否重复计算对象?

查看过程、答案与错因

不能直接套划分版公式。先拆成互斥类或扣除重叠,否则概率会被重复相加。

带走这一句

先往前算所有路径,再在结果中反向求占比。

章末 / 把知识接起来

综合训练

原创综合训练

渠道A占60%,B占40%,故障率分别0.1、0.2。求总故障率、故障来自B的概率,并判断“渠道B”与“故障”是否独立。

需要一点提示

先沿两条路径求和,再反向分配。

查看过程、答案与错因

总故障率0.6×0.1+0.4×0.2=0.14;来自B概率0.08/0.14=4/7;P(故障|B)=0.2≠0.14,不独立。常见错误用0.2直接作后验。

一点一点,积累下来。

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学习成就

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