设某一工厂有 A, B, C 三间车间,它们生产同一种螺钉,各个车间的产量分别占该厂生产螺钉总产量的 25%, 35%, 40%, 各个车间生产的螺钉中次品的百分比分别为 5%, 4%, 2%. 如果从全厂总产品中抽取一件产品,(1) 求抽到的产品是次品的概率;(2) 已知得到的是次品,求它依次是车间 A, B, C 生产的概率。
设某一工厂有 A, B, C 三间车间,它们生产同一种螺钉,各个车间的产量分别占该厂生产螺钉总产量的 $25\%$, $35\%$, $40\%$, 各个车间生产的螺钉中次品的百分比分别为 $5\%$, $4\%$, $2\%$. 如果从全厂总产品中抽取一件产品,(1) 求抽到的产品是次品的概率;(2) 已知得到的是次品,求它依次是车间 A, B, C 生产的概率。
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。
已知条件整理:
设事件:
-
$ A $:螺钉由车间 A 生产
-
$ B $:螺钉由车间 B 生产
-
$ C $:螺钉由车间 C 生产
-
$ D $:抽到的产品是次品
各个车间的产量占比(即先验概率):
- $ P(A) = 25\% = 0.25 $
- $ P(B) = 35\% = 0.35 $
- $ P(C) = 40\% = 0.40 $
各个车间生产的螺钉中次品率(即条件概率):
- $ P(D|A) = 5\% = 0.05 $
- $ P(D|B) = 4\% = 0.04 $
- $ P(D|C) = 2\% = 0.02 $
(1) 求抽到的产品是次品的概率:
即求 $ P(D) $,使用全概率公式:
$P(D) = P(A)P(D|A) + P(B)P(D|B) + P(C)P(D|C)$
代入数值:
$P(D) = (0.25)(0.05) + (0.35)(0.04) + (0.40)(0.02)$
逐项计算:
- $ 0.25 \times 0.05 = 0.0125 $
- $ 0.35 \times 0.04 = 0.014 $
- $ 0.40 \times 0.02 = 0.008 $
相加:
$P(D) = 0.0125 + 0.014 + 0.008 = 0.0345$
所以,抽到的产品是次品的概率是:
$\boxed{0.0345} \quad \text{(即 } 3.45\%\text{)}$
(2) 已知抽到的是次品,求它分别是由 A、B、C 车间生产的概率:
即求:
- $ P(A|D) $
- $ P(B|D) $
- $ P(C|D) $
使用贝叶斯公式:
$P(A|D) = \frac{P(A)P(D|A)}{P(D)}, \quad P(B|D) = \frac{P(B)P(D|B)}{P(D)}, \quad P(C|D) = \frac{P(C)P(D|C)}{P(D)}$
我们已经算出 $ P(D) = 0.0345 $
计算 $ P(A|D) $:
$P(A|D) = \frac{0.25 \times 0.05}{0.0345} = \frac{0.0125}{0.0345} \approx 0.3623$
计算 $ P(B|D) $:
$P(B|D) = \frac{0.35 \times 0.04}{0.0345} = \frac{0.014}{0.0345} \approx 0.4058$
计算 $ P(C|D) $:
$P(C|D) = \frac{0.40 \times 0.02}{0.0345} = \frac{0.008}{0.0345} \approx 0.2319$
验证:三个概率之和应接近 1:
$0.3623 + 0.4058 + 0.2319 = 0.9999 \approx 1 \quad \text{(合理,舍入误差)}$
最终答案:
(1) 抽到的产品是次品的概率为:
$\boxed{0.0345}$
(2) 已知是次品,它是由各车间生产的概率分别为:
- 来自车间 A 的概率:$ \boxed{0.3623} $(约 36.23%)
- 来自车间 B 的概率:$ \boxed{0.4058} $(约 40.58%)
- 来自车间 C 的概率:$ \boxed{0.2319} $(约 23.19%)
结论分析:
虽然 A 车间的次品率最高(5%),但产量最低(25%),所以次品中来自 A 的比例并不是最高;
B 车间产量和次品率居中,但综合贡献最大;
C 车间虽然产量最高(40%),但次品率最低(2%),所以贡献的次品比例反而最低。
最终,次品最可能来自 B 车间。
解析
本题主要考查全概率公式和贝叶斯公式的应用。解题思路如下:
- 首先明确各个事件的定义,设事件$A$表示螺钉由车间$A$生产,事件$B$表示螺钉由车间$B$生产,事件$C$表示螺钉由车间$C$生产,事件$D$表示抽到的产品是次品。
- 然后根据题目所给信息,确定各个事件的概率,即先验概率$P(A)=0.25$,$P(B)=0.35$,$P(C)=0.40$,以及条件概率$P(D|A)=0.05$,$P(D|B)=0.04$,$P(D|C)=0.02$。
- 对于问题(1),要求抽到的产品是次品的概率$P(D)$,根据全概率公式$P(D)=P(A)P(D|A)+P(B)P(D|B)+P(C)P(D|C)$进行计算。
- 计算$P(A)P(D|A)$:
将$P(A)=0.25$,$P(D|A)=0.05$代入可得$P(A)P(D|A)=0.25\times0.05 = 0.0125$。 - 计算$P(B)P(D|B)$:
将$P(B)=0.35$,$P(D|B)=0.04$代入可得$P(B)P(D|B)=0.35\times0.04 = 0.014$。 - 计算$P(C)P(D|C)$:
将$P(C)=0.40$,$P(D|C)=0.02$代入可得$P(C)P(D|C)=0.40\times0.02 = 0.008$。 - 计算$P(D)$:
将上述结果代入全概率公式可得$P(D)=0.0125 + 0.014 + 0.008 = 0.0345$。
- 计算$P(A)P(D|A)$:
- 对于问题(2),已知抽到的是次品,求它分别是由$A$、$B$、$C$车间生产的概率,即求$P(A|D)$,$P(B|D)$,$P(C|D)$,根据贝叶斯公式$P(A|D)=\frac{P(A)P(D|A)}{P(D)}$,$P(B|D)=\frac{P(B)P(D|B)}{P(D)}$,$P(C|D)=\frac{P(C)P(D|C)}{P(D)}$进行计算。
- 计算$P(A|D)$:
将$P(A)P(D|A)=0.0125$,$P(D)=0.0345$代入可得$P(A|D)=\frac{0.0125}{0.0345}\approx0.3623$。 - 计算$P(B|D)$:
将$P(B)P(D|B)=0.014$,$P(D)=0.0345$代入可得$P(B|D)=\frac{0.014}{0.0345}\approx0.4058$。 - 计算$P(C|D)$:
将$P(C)P(D|C)=0.008$,$P(D)=0.0345$代入可得$P(C|D)=\frac{0.008}{0.0345}\approx0.2319$。
- 计算$P(A|D)$: