题目
有三个盒子,甲盒装有2个红球,1个黑球;乙盒装有3个红球,1个黑球;丙盒装有2个红球,2个黑球,从中随机的取一个盒子,再任意取出一球,若已知取出的球是黑球,它取自乙盒的概率是______。A. 3/23B. 8/23C. 8/13D. 3/13
有三个盒子,甲盒装有2个红球,1个黑球;乙盒装有3个红球,1个黑球;丙盒装有2个红球,2个黑球,从中随机的取一个盒子,再任意取出一球,若已知取出的球是黑球,它取自乙盒的概率是______。
A. $3/23$
B. $8/23$
C. $8/13$
D. $3/13$
题目解答
答案
D. $3/13$
解析
考查要点:本题主要考查条件概率和贝叶斯定理的应用,需要结合全概率公式进行计算。
解题核心思路:
- 明确事件定义:设取到甲、乙、丙盒的事件分别为$A_1$、$A_2$、$A_3$,取出黑球的事件为$B$。
- 计算先验概率:每个盒子被选中的概率均为$\frac{1}{3}$。
- 计算条件概率:根据各盒黑球数量,求出$P(B|A_1)$、$P(B|A_2)$、$P(B|A_3)$。
- 全概率公式:计算取出黑球的总概率$P(B)$。
- 贝叶斯定理:通过$P(A_2|B) = \frac{P(A_2)P(B|A_2)}{P(B)}$求解目标概率。
破题关键点:
- 正确计算各条件概率是基础,需注意各盒黑球数量与总球数的对应关系。
- 全概率公式和贝叶斯定理的公式应用需准确,避免计算错误。
步骤1:定义事件与先验概率
- 设$A_1$、$A_2$、$A_3$分别表示取到甲、乙、丙盒,$B$表示取出黑球。
- 先验概率:$P(A_1) = P(A_2) = P(A_3) = \frac{1}{3}$。
步骤2:计算条件概率
- 甲盒:1黑球,3个球总数,故$P(B|A_1) = \frac{1}{3}$。
- 乙盒:1黑球,4个球总数,故$P(B|A_2) = \frac{1}{4}$。
- 丙盒:2黑球,4个球总数,故$P(B|A_3) = \frac{2}{4} = \frac{1}{2}$。
步骤3:全概率公式求$P(B)$
根据全概率公式:
$\begin{aligned}P(B) &= P(A_1)P(B|A_1) + P(A_2)P(B|A_2) + P(A_3)P(B|A_3) \\&= \frac{1}{3} \cdot \frac{1}{3} + \frac{1}{3} \cdot \frac{1}{4} + \frac{1}{3} \cdot \frac{1}{2} \\&= \frac{1}{3} \left( \frac{1}{3} + \frac{1}{4} + \frac{1}{2} \right) \\&= \frac{1}{3} \cdot \frac{13}{12} = \frac{13}{36}.\end{aligned}$
步骤4:贝叶斯定理求$P(A_2|B)$
根据贝叶斯定理:
$\begin{aligned}P(A_2|B) &= \frac{P(A_2)P(B|A_2)}{P(B)} \\&= \frac{\frac{1}{3} \cdot \frac{1}{4}}{\frac{13}{36}} \\&= \frac{\frac{1}{12}}{\frac{13}{36}} = \frac{1}{12} \cdot \frac{36}{13} = \frac{3}{13}.\end{aligned}$