设 0 < P(A) < 1, 0 < P(B) < 1, 且 P(A | B) geq P(A), 则下列结论中不成立的是 ( )(A) P(B | A) geq P(B)(B) P(A | overline(B)) leq P(A)(C) P(overline(A) | overline(B)) geq P(overline(A))(D) P(overline(A) | overline(B)) leq P(overline(A))
设 $0 < P(A) < 1$, $0 < P(B) < 1$, 且 $P(A | B) \geq P(A)$, 则下列结论中不成立的是 ( ) (A) $P(B | A) \geq P(B)$ (B) $P(A | \overline{B}) \leq P(A)$ (C) $P(\overline{A} | \overline{B}) \geq P(\overline{A})$ (D) $P(\overline{A} | \overline{B}) \leq P(\overline{A})$
题目解答
答案
我们来逐步分析这个概率题。
题目条件:
- $ 0 < P(A) < 1 $
- $ 0 < P(B) < 1 $
- $ P(A \mid B) \geq P(A) $
要求判断下列四个选项中哪一个不成立。
第一步:理解已知条件
已知:
$P(A \mid B) \geq P(A)$
根据条件概率的定义:
$P(A \mid B) = \frac{P(A \cap B)}{P(B)}$
所以不等式变为:
$\frac{P(A \cap B)}{P(B)} \geq P(A)
\quad \Rightarrow \quad P(A \cap B) \geq P(A)P(B)$
这说明:事件 $ A $ 与 $ B $ 是正相关的(协方差为正,或说一个发生会提高另一个发生的概率)。
我们接下来逐个分析选项。
选项 (A):$ P(B \mid A) \geq P(B) $
我们来推导:
$P(B \mid A) = \frac{P(A \cap B)}{P(A)}$
我们已知 $ P(A \cap B) \geq P(A)P(B) $,代入上式:
$P(B \mid A) = \frac{P(A \cap B)}{P(A)} \geq \frac{P(A)P(B)}{P(A)} = P(B)$
所以:
$P(B \mid A) \geq P(B)$
✅ 选项 (A) 成立。
选项 (B):$ P(A \mid \overline{B}) \leq P(A) $
我们来分析 $ P(A \mid \overline{B}) $。
利用全概率公式:
$P(A) = P(A \mid B)P(B) + P(A \mid \overline{B})P(\overline{B})$
已知 $ P(A \mid B) \geq P(A) $,我们设:
- $ x = P(A \mid B) \geq P(A) $
- $ y = P(A \mid \overline{B}) $
- $ p = P(B) \in (0,1) $,所以 $ P(\overline{B}) = 1 - p $
则:
$P(A) = x \cdot p + y \cdot (1 - p)$
由于 $ x \geq P(A) $,我们代入:
$P(A) \geq P(A) \cdot p + y \cdot (1 - p)$
移项:
$P(A) - P(A) \cdot p \geq y \cdot (1 - p)
\quad \Rightarrow \quad P(A)(1 - p) \geq y(1 - p)$
因为 $ 1 - p > 0 $(因为 $ P(B) < 1 $),两边除以 $ 1 - p $:
$P(A) \geq y = P(A \mid \overline{B})$
即:
$P(A \mid \overline{B}) \leq P(A)$
✅ 选项 (B) 成立。
选项 (C):$ P(\overline{A} \mid \overline{B}) \geq P(\overline{A}) $
我们来分析这个。
注意:
$P(\overline{A} \mid \overline{B}) = 1 - P(A \mid \overline{B})$
$P(\overline{A}) = 1 - P(A)$
由选项 (B) 的结论:$ P(A \mid \overline{B}) \leq P(A) $
两边取负号,方向反转:
$- P(A \mid \overline{B}) \geq - P(A)$
加 1:
$1 - P(A \mid \overline{B}) \geq 1 - P(A)
\quad \Rightarrow \quad P(\overline{A} \mid \overline{B}) \geq P(\overline{A})$
✅ 选项 (C) 成立。
选项 (D):$ P(\overline{A} \mid \overline{B}) \leq P(\overline{A}) $
这与选项 (C) 完全相反!
我们刚刚已经证明:
$P(\overline{A} \mid \overline{B}) \geq P(\overline{A})$
所以:
$P(\overline{A} \mid \overline{B}) \leq P(\overline{A}) \quad \text{是不成立的}$
❌ 选项 (D) 不成立。
结论:
题目问的是“下列结论中不成立的是”,所以答案是:
$\boxed{\text{(D)}}$
最终答案:
$\boxed{\text{(D)}}$