题目
某次大型体育运动会有1000名运动员参加,其中有100人服用了违禁药品。假定在使用者中,有90人的药物检查呈阳性,而在未使用者中也有5人检验结果显示阳性。如果一个运动员的药物检查结果是阳性,求这名运动员确实使用违禁药品的概率。
某次大型体育运动会有1000名运动员参加,其中有100人服用了违禁药品。假定在使用者中,有90人的药物检查呈阳性,而在未使用者中也有5人检验结果显示阳性。如果一个运动员的药物检查结果是阳性,求这名运动员确实使用违禁药品的概率。
题目解答
答案
设事件 $ A $ 为“运动员服用违禁药品”,事件 $ B $ 为“药物检测结果为阳性”。已知条件如下:
- 总运动员数为1000人,其中100人服用违禁药品,即 $ P(A) = \frac{100}{1000} = 0.1 $。
- 未服用违禁药品的运动员数为900人,其中5人检测结果为阳性,即 $ P(B|\overline{A}) = \frac{5}{900} = \frac{1}{180} $。
- 服用违禁药品的运动员中,90人检测结果为阳性,即 $ P(B|A) = \frac{90}{100} = 0.9 $。
根据贝叶斯定理,所求概率为:
\[
P(A|B) = \frac{P(B|A)P(A)}{P(B)}
\]
其中,$ P(B) $ 可以通过全概率公式计算:
\[
P(B) = P(B|A)P(A) + P(B|\overline{A})P(\overline{A}) = 0.9 \times 0.1 + \frac{1}{180} \times 0.9 = 0.09 + 0.005 = 0.095
\]
将结果代入贝叶斯公式:
\[
P(A|B) = \frac{0.9 \times 0.1}{0.095} = \frac{0.09}{0.095} = \frac{18}{19}
\]
因此,运动员确实使用违禁药品的概率为 $ \frac{18}{19} $。
答案:$ \frac{18}{19} $。
解析
考查要点:本题主要考查条件概率的应用,特别是贝叶斯定理的理解与运用。需要学生能够将实际问题转化为概率模型,并正确计算后验概率。
解题核心思路:
- 明确事件定义:设事件$A$为“服用违禁药品”,事件$B$为“检测结果阳性”。
- 确定已知条件:通过题目给出的数据,计算出$P(A)$、$P(B|A)$、$P(B|\overline{A})$。
- 应用贝叶斯定理:通过全概率公式计算$P(B)$,再代入贝叶斯公式求$P(A|B)$。
- 简化思路:也可直接通过实际阳性人数的比例计算,验证结果一致性。
破题关键点:
- 正确识别事件关系,区分条件概率与联合概率。
- 全概率公式的准确应用,避免混淆分子与分母的基数。
步骤1:定义事件与已知条件
- 设事件$A$为“运动员服用违禁药品”,事件$B$为“检测结果阳性”。
- 已知:
- 总人数$1000$人,其中服用者$100$人,未服用者$900$人。
- 服用者中阳性人数$90$,未服用者中阳性人数$5$。
- 因此:
$P(A) = \frac{100}{1000} = 0.1, \quad P(B|A) = \frac{90}{100} = 0.9$
$P(B|\overline{A}) = \frac{5}{900} = \frac{1}{180} \approx 0.00556$
步骤2:计算总阳性概率$P(B)$
根据全概率公式:
$P(B) = P(B|A)P(A) + P(B|\overline{A})P(\overline{A})$
代入数值:
$P(B) = 0.9 \times 0.1 + \frac{1}{180} \times 0.9 = 0.09 + 0.005 = 0.095$
步骤3:应用贝叶斯定理
所求概率为:
$P(A|B) = \frac{P(B|A)P(A)}{P(B)} = \frac{0.9 \times 0.1}{0.095} = \frac{0.09}{0.095} = \frac{18}{19}$
验证思路(直接计算阳性比例)
- 总阳性人数:$90 + 5 = 95$
- 其中真正服用者$90$人,因此概率为:
$\frac{90}{95} = \frac{18}{19}$
结果一致,验证正确性。