一箱产品共100件,其中次品个数从0到2是等可能的。开箱检验时,从中随机抽取10件,如果发现有次品,则认为该箱产品不合要求而拒收。若已知该箱产品已通过验收,求其中确实没有次品的概率。
一箱产品共100件,其中次品个数从0到2是等可能的。开箱检验时,从中随机抽取10件,如果发现有次品,则认为该箱产品不合要求而拒收。若已知该箱产品已通过验收,求其中确实没有次品的概率。
题目解答
答案
我们来一步一步地分析并解决这个问题。
题目理解
- 一箱产品共 100件,其中 次品数可能是 0、1、2,这三种情况是等可能的。
- 从中随机抽取10件进行检验,如果发现有次品,就拒收该箱产品。
- 现在已知该箱产品通过了验收(即在抽检的10件中没有发现次品),问:该箱产品中确实没有次品的概率是多少?
第一步:设定事件
我们用贝叶斯定理来求解这个问题。
设:
-
$ A_0 $:箱中没有次品(即次品数为0)
-
$ A_1 $:箱中有1个次品
-
$ A_2 $:箱中有2个次品
-
$ B $:抽检10件中没有发现次品(即通过验收)
我们要计算的是:
$P(A_0 \mid B)$
第二步:先验概率
由于次品数从0到2是等可能的,所以:
$P(A_0) = P(A_1) = P(A_2) = \frac{1}{3}$
第三步:似然概率(条件概率)
我们要计算在每种次品数下,抽检10件没有发现次品的概率。
1. 情况 $ A_0 $:没有次品
此时箱中全是正品,所以无论怎么抽都不会抽到次品:
$P(B \mid A_0) = 1$
2. 情况 $ A_1 $:有1个次品
从100件中抽取10件,其中只有1个次品,求抽不到这个次品的概率。
- 总共抽取10件,不抽到那个次品的组合数为:从99件正品中选10件
- 总的抽取方式是从100件中选10件
$P(B \mid A_1) = \frac{\binom{99}{10}}{\binom{100}{10}} = \frac{99! / (10! \cdot 89!)}{100! / (10! \cdot 90!)} = \frac{90}{100} = 0.9$
3. 情况 $ A_2 $:有2个次品
从100件中抽取10件,不抽到这两个次品的概率:
- 从98件正品中选10件
- 总共从100件中选10件
$P(B \mid A_2) = \frac{\binom{98}{10}}{\binom{100}{10}} = \frac{98! / (10! \cdot 88!)}{100! / (10! \cdot 90!)} = \frac{98 \cdot 97}{100 \cdot 99} = \frac{9506}{9900} \approx 0.9602$
第四步:应用贝叶斯定理
我们要求的是:
$P(A_0 \mid B) = \frac{P(B \mid A_0) \cdot P(A_0)}{P(B)}$
先计算分母 $ P(B) $:
$P(B) = P(B \mid A_0)P(A_0) + P(B \mid A_1)P(A_1) + P(B \mid A_2)P(A_2)$
代入数值:
$P(B) = 1 \cdot \frac{1}{3} + 0.9 \cdot \frac{1}{3} + 0.9602 \cdot \frac{1}{3} = \frac{1 + 0.9 + 0.9602}{3} = \frac{2.8602}{3} \approx 0.9534$
再代入贝叶斯公式:
$P(A_0 \mid B) = \frac{1 \cdot \frac{1}{3}}{0.9534} = \frac{0.3333}{0.9534} \approx 0.35$
最终答案
$\boxed{0.35}$
总结
在已知该箱产品通过验收的前提下,其中确实没有次品的概率约为 35%。
解析
本题考查贝叶斯定理的应用,解题思路是先设定事件,再求出先验概率,接着计算似然概率(条件概率),最后应用贝叶斯定理求出所求概率。
- 设定事件:
设 $ A_0 $:箱中没有次品(即次品数为 0);$ A_1 $:箱中有 1 个次品;$ A_2 $:箱中有 2 个次品;$ B $:抽检 10 件中没有发现次品(即通过验收)。我们要计算的是 $P(A_0 \mid B)$。 - 计算先验概率:
由于次品数从 0 到 2 是等可能的,所以 $P(A_0) = P(A_1) = P(A_2) = \frac{1}{3}$。 - 计算似然概率(条件概率):
- 情况 $ A_0 $:没有次品,此时箱中全是正品,所以无论怎么抽都不会抽到次品,$P(B \mid A_0) = 1$。
- 情况 $ A_1 $:有 1 个次品,从 100 件中抽取 10 件,其中只有 1 个次品,求抽不到这个次品的概率概率,$P(B|A₁) = $\frac{\binom{99}{10}}{\binom{100}{10}} = \frac{99! / (10! \cdot 89!)}{100! / (10! \cdot 90!)} = \frac{90}{100} = 0.9$。
- 情况 $ A_2 $:有 2个次品,从100件中抽取10件,不抽到这两个次品的概率,P(B|A₂) = $\frac{\binom{98}{10}}{\binom{100}{10}} = \frac{98! / (10! \cdot 88!)}{100! / (10!cdot 90!)} = \frac{98 \cdot 97}{100 \cdot 99} = \frac{9506}{9900} \approx 0.9602$。
- 应用贝叶斯定理:
先计算分母 $ P(B) $:
$P(B) = P(B \cdot P(A_0) + P(B \mid A_1)P(A_1) + P(B \mid A_2)P(A_2) = 1 \cdot \frac{1}{3} + 0.9 \cdot \frac{1}{3} + 0.9602 \cdot \frac{1}{3} = \frac{1 + 0.9 + 0.9602}{3} = \frac{2.8602}{3} \approx 0.9534$。
再代入贝叶斯公式:
$P(A_0 \mid B) = \frac{P(B \mid A_0) \cdot P(A_0)}{P(B)} = \frac{1 \cdot \frac{1}{3}}{0.9534} = \frac{0.3333}{0.9534} \approx 0.35$。