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数学
题目

有a,b,c三个盒子,a盒中有一个白球和两个黑球,b盒中有一个黑球和两个白球,c盒中有三个白球和三个黑球.扔一颗骰子以决定选盒,若出现点数为1,2,3,选a盒;若出现点数为4,选b盒;若出现点数为5,6,则选c盒.再从选中的盒中任取一球,试求:(1)取出的球为白球的概率;(2)当取出的球为白球时,问此球分别来自a,b,c盒的概率.

有a,b,c三个盒子,a盒中有一个白球和两个黑球,b盒中有一个黑球和两个白球,c盒中有三个白球和三个黑球.扔一颗骰子以决定选盒,若出现点数为1,2,3,选a盒;若出现点数为4,选b盒;若出现点数为5,6,则选c盒.再从选中的盒中任取一球,试求:
(1)取出的球为白球的概率;
(2)当取出的球为白球时,问此球分别来自a,b,c盒的概率.

题目解答

答案

解:设A=“选中的为a盒”,A=“选中的为b盒”,C=“选中的为c盒”,D=“取出一球为白球”,
已知P(A)=$\frac{3}{6}$,P(B)=$\frac{1}{6}$,P(C)=$\frac{2}{6}$,
P(D|A)=$\frac{1}{3}$,P(D|B)=$\frac{2}{3}$,
P(D|C)=$\frac{3}{6}$,
(1)由全概率公式P(D)=$\frac{3}{6}×\frac{1}{3}+\frac{1}{6}×\frac{2}{3}+\frac{2}{6}×\frac{3}{6}$=$\frac{4}{9}$,
则取出的球为白球的概率$\frac{4}{9}$;
(2)由贝叶斯公式P(A|D)=$\frac{\frac{3}{6}×\frac{1}{3}}{\frac{4}{9}}$=$\frac{3}{8}$,
P(B|D)=$\frac{\frac{1}{6}×\frac{2}{3}}{\frac{4}{9}}=\frac{1}{4}$,
P(C|D)=$\frac{\frac{2}{6}×\frac{3}{6}}{\frac{4}{9}}=\frac{3}{8}$,
故当取出的球为白球时,此球分别来自a盒的概率为$\frac{3}{8}$;
故当取出的球为白球时,此球分别来自b盒的概率为$\frac{1}{4}$;
故当取出的球为白球时,此球分别来自c盒的概率为$\frac{3}{8}$.

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,涉及条件概率的理解与计算。

解题思路:

  1. 确定选盒概率:根据骰子点数确定选择每个盒子的概率。
  2. 计算各盒取白球的条件概率:分别求出从每个盒子中取出白球的概率。
  3. 全概率公式求总概率(第1问):将各路径的概率相加。
  4. 贝叶斯公式求后验概率(第2问):在已知取出白球的条件下,反推来自各盒的概率。

关键点:

  • 全概率公式用于计算综合不同路径的概率。
  • 贝叶斯公式用于逆向推断条件概率,需注意分母是第1问的结果。

第(1)题

  1. 确定选盒概率:

    • 选a盒的概率:$P(A) = \frac{3}{6} = \frac{1}{2}$(骰子点数1,2,3)。
    • 选b盒的概率:$P(B) = \frac{1}{6}$(骰子点数4)。
    • 选c盒的概率:$P(C) = \frac{2}{6} = \frac{1}{3}$(骰子点数5,6)。
  2. 计算各盒取白球的条件概率:

    • a盒取白球:$P(D|A) = \frac{1}{3}$(1白2黑)。
    • b盒取白球:$P(D|B) = \frac{2}{3}$(2白1黑)。
    • c盒取白球:$P(D|C) = \frac{3}{6} = \frac{1}{2}$(3白3黑)。
  3. 应用全概率公式:
    $P(D) = P(A)P(D|A) + P(B)P(D|B) + P(C)P(D|C) = \frac{1}{2} \cdot \frac{1}{3} + \frac{1}{6} \cdot \frac{2}{3} + \frac{1}{3} \cdot \frac{1}{2} = \frac{4}{9}.$

第(2)题

  1. 应用贝叶斯公式:
    • 来自a盒的概率:
      $P(A|D) = \frac{P(A)P(D|A)}{P(D)} = \frac{\frac{1}{2} \cdot \frac{1}{3}}{\frac{4}{9}} = \frac{3}{8}.$
    • 来自b盒的概率:
      $P(B|D) = \frac{P(B)P(D|B)}{P(D)} = \frac{\frac{1}{6} \cdot \frac{2}{3}}{\frac{4}{9}} = \frac{1}{4}.$
    • 来自c盒的概率:
      $P(C|D) = \frac{P(C)P(D|C)}{P(D)} = \frac{\frac{1}{3} \cdot \frac{1}{2}}{\frac{4}{9}} = \frac{3}{8}.$

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