工厂使用的某种元件由四个厂家提供,四个厂家的供货量分别占总量的 15%、20%、30% 和 35%,又知四个厂家生产的元件次品率分别为 0.05、0.04、0.03 和 0.02。(1) 求任取一个元件为次品的概率;(2) 若取到的产品为次品,求其是第四个厂家提供的概率。
工厂使用的某种元件由四个厂家提供,四个厂家的供货量分别占总量的 $15\%$、$20\%$、$30\%$ 和 $35\%$,又知四个厂家生产的元件次品率分别为 $0.05$、$0.04$、$0.03$ 和 $0.02$。 (1) 求任取一个元件为次品的概率; (2) 若取到的产品为次品,求其是第四个厂家提供的概率。
题目解答
答案
我们来逐步解决这个概率问题。题目涉及全概率公式和贝叶斯公式,是典型的条件概率应用题。
已知信息整理:
设元件来自四个厂家分别为:
- $ A_1 $:第一个厂家,供货占比 $ P(A_1) = 15\% = 0.15 $,次品率 $ P(D|A_1) = 0.05 $
- $ A_2 $:第二个厂家,供货占比 $ P(A_2) = 20\% = 0.20 $,次品率 $ P(D|A_2) = 0.04 $
- $ A_3 $:第三个厂家,供货占比 $ P(A_3) = 30\% = 0.30 $,次品率 $ P(D|A_3) = 0.03 $
- $ A_4 $:第四个厂家,供货占比 $ P(A_4) = 35\% = 0.35 $,次品率 $ P(D|A_4) = 0.02 $
其中,事件 $ D $ 表示“取到的元件是次品”。
(1)求任取一个元件为次品的概率
即求 $ P(D) $,使用全概率公式:
$P(D) = P(A_1)P(D|A_1) + P(A_2)P(D|A_2) + P(A_3)P(D|A_3) + P(A_4)P(D|A_4)$
代入数据:
$P(D) = 0.15 \times 0.05 + 0.20 \times 0.04 + 0.30 \times 0.03 + 0.35 \times 0.02$
逐项计算:
- $ 0.15 \times 0.05 = 0.0075 $
- $ 0.20 \times 0.04 = 0.008 $
- $ 0.30 \times 0.03 = 0.009 $
- $ 0.35 \times 0.02 = 0.007 $
相加:
$P(D) = 0.0075 + 0.008 + 0.009 + 0.007 = 0.0315$
答案(1):
$\boxed{0.0315}$
即任取一个元件是次品的概率为 3.15%。
(2)若取到的产品为次品,求其是第四个厂家提供的概率
即求条件概率 $ P(A_4 | D) $,使用贝叶斯公式:
$P(A_4 | D) = \frac{P(A_4) P(D|A_4)}{P(D)}$
我们已经知道:
- $ P(A_4) = 0.35 $
- $ P(D|A_4) = 0.02 $
- $ P(D) = 0.0315 $
代入:
$P(A_4 | D) = \frac{0.35 \times 0.02}{0.0315} = \frac{0.007}{0.0315}$
计算:
$\frac{0.007}{0.0315} = \frac{700}{3150} = \frac{70}{315} = \frac{14}{63} \approx 0.2222$
精确计算:
$\frac{0.007}{0.0315} = \frac{7}{31.5} = \frac{70}{315} = \frac{2}{9} \approx 0.2222$
所以:
$P(A_4 | D) \approx 0.2222$
答案(2):
$\boxed{\frac{2}{9}} \quad \text{或} \quad \boxed{0.2222} \text{(保留四位小数)}$
即:在已知取到的是次品的条件下,该次品来自第四个厂家的概率约为 22.22%。
最终答案总结:
(1)任取一个元件为次品的概率是:$\boxed{0.0315}$
(2)若取到的是次品,则其来自第四个厂家的概率是:$\boxed{\dfrac{2}{9}}$(或约 0.2222)
解析
考查要点:本题主要考查全概率公式和贝叶斯公式的应用,属于条件概率的典型问题。
解题思路:
- 第(1)问:将四个厂家的次品贡献率相加,即用全概率公式计算任取一个元件为次品的概率。
- 第(2)问:在已知次品的前提下,用贝叶斯公式计算该次品来自第四个厂家的条件概率。
关键点:
- 全概率公式用于计算“总概率”,需明确各互斥事件及其对应的条件概率。
- 贝叶斯公式用于计算“逆向条件概率”,需注意分子为特定事件的联合概率,分母为总概率。
第(1)题
目标:计算任取一个元件为次品的概率 $P(D)$。
步骤:
- 确定各厂家的供货比例和次品率:
- $P(A_1)=0.15$,$P(D|A_1)=0.05$
- $P(A_2)=0.20$,$P(D|A_2)=0.04$
- $P(A_3)=0.30$,$P(D|A_3)=0.03$
- $P(A_4)=0.35$,$P(D|A_4)=0.02$
- 应用全概率公式:
$P(D) = \sum_{i=1}^4 P(A_i)P(D|A_i)$ - 逐项计算并求和:
$\begin{aligned} P(D) &= 0.15 \times 0.05 + 0.20 \times 0.04 + 0.30 \times 0.03 + 0.35 \times 0.02 \\ &= 0.0075 + 0.008 + 0.009 + 0.007 \\ &= 0.0315 \end{aligned}$
第(2)题
目标:计算在次品条件下来自第四个厂家的概率 $P(A_4|D)$。
步骤:
- 应用贝叶斯公式:
$P(A_4|D) = \frac{P(A_4)P(D|A_4)}{P(D)}$ - 代入已知值:
$P(A_4|D) = \frac{0.35 \times 0.02}{0.0315} = \frac{0.007}{0.0315}$ - 化简分数:
$\frac{0.007}{0.0315} = \frac{7}{31.5} = \frac{70}{315} = \frac{2}{9} \quad \text{或} \quad \approx 0.2222$