К справочнику

Формула полной вероятности

Собираем вероятность события из разных источников с учётом их весов.

Перед чтением

Что вы разберёте в этой статье

Собираем вероятность события из разных источников с учётом их весов.

Простыми словами

Правила сложения и умножения вероятностей отвечают на разные вопросы. Сложение обычно связано с выбором одного из вариантов, умножение — с последовательным выполнением нескольких условий.

Основные понятия
  • полная вероятность
  • гипотезы
  • смесь
  • веса
Как читать формулы

Под каждой формулой дана расшифровка величин и условий. Сначала определите, что известно, затем проверьте ограничения и только после этого подставляйте числа.

Как закрепить

После теории решите три задачи: простую, среднюю и сложную. Подсказка, шаги решения и ответ открываются отдельно.

Раздел: Правила вероятности · школьная привязка: 10 класс

Один результат из разных случаев

Формула полной вероятности позволяет найти шанс события, если опыт начинается с одного из нескольких несовместимых случаев. Каждый случай имеет свой вес, а внутри него известна условная вероятность нужного события.

Пусть HiH_i образуют полную группу. Событие AA разбивается на попарно несовместимые части AHiA\cap H_i. Складывая их вероятности и применяя правило умножения к каждой, получаем сумму P(Hi)P(AHi)P(H_i)P(A\mid H_i).

Веса имеют значение

Это взвешенное среднее условных вероятностей. Просто усреднять их арифметически можно только при равных вероятностях всех случаев. Если 90%90\% продукции приходит с одного станка, его показатели влияют на общий итог в девять раз сильнее показателей станка с долей 10%10\%.

Независимость события AA от гипотез не требуется: различие условных вероятностей как раз отражает зависимость. Но случаи должны охватывать всю модель и не пересекаться. Если один объект можно одновременно отнести к двум случаям, прямое суммирование посчитает его дважды.

Проверка результата

Итог лежит между минимумом и максимумом условных вероятностей с положительными весами. Если результат оказался вне этого диапазона, проверьте нормировку весов и арифметику. Нулевому весу соответствует нулевой вклад; делить на вероятность такого условия не нужно.

Общая вероятность события не сообщает, из какого источника пришёл конкретный наблюдавшийся результат. Обратный вопрос решает формула Байеса.

Три примера

  1. Урну выбирают равновероятно. В первой красных 1/41/4, во второй 3/43/4. Общая вероятность красного (1/2)(1/4)+(1/2)(3/4)=1/2(1/2)(1/4)+(1/2)(3/4)=1/2.
  2. Источники имеют веса 0,30{,}3 и 0,70{,}7, условные вероятности успеха 0,10{,}1 и 0,20{,}2. Общая вероятность 0,03+0,14=0,170{,}03+0{,}14=0{,}17.
  3. С вероятностью 0,80{,}8 используется первый канал с успешностью 0,90{,}9, иначе второй с успешностью 0,50{,}5. Итог 0,80,9+0,20,5=0,820{,}8\cdot0{,}9+0{,}2\cdot0{,}5=0{,}82, а не среднее 0,70{,}7.

Формула, смысл и ограничения

Главные формулы с расшифровкой

P(A)=i=1mP(Hi)P(AHi)P(A)=\sum_{i=1}^{m}P(H_i)P(A\mid H_i)

Формула словами: Hᵢ образуют полную группу; члены с нулевым весом исключаются из условного вычисления.

Как применять: Выясните, используется «и» или «или», есть ли общая часть событий и зависит ли второй шаг от результата первого.

От формулы к наблюдению

Попробуйте самостоятельно

Измените параметры и сопоставьте расчёт с результатами случайного эксперимента.

От простого к сложному

Проверьте себя

Сначала запишите решение самостоятельно. Затем можно открыть намёк, сравнить каждый переход с пошаговым разбором и только после этого посмотреть ответ. Прогресс сохраняется в этом браузере.

Простой

Две урны выбирают с вероятностями 0,5 и 0,5. Доли красных 0,2 и 0,6. Найдите общий шанс красного.

Принимаются равные дроби и десятичная запись. Бесконечные дроби округляйте минимум до 6 знаков. Для процентов следуйте условию.

Средний

Источники имеют веса 0,2;0,5;0,3, условные шансы успеха 0,3;0,2;0,4. Найдите общую вероятность.

Принимаются равные дроби и десятичная запись. Бесконечные дроби округляйте минимум до 6 знаков. Для процентов следуйте условию.

Сложный

Два источника дают успех с вероятностями 0,8 и 0,2. Общий шанс 0,5. Какова вероятность выбора первого источника?

Принимаются равные дроби и десятичная запись. Бесконечные дроби округляйте минимум до 6 знаков. Для процентов следуйте условию.

Закрепите прочитанное коротким тестом

Три уровня сложности, без подсказок и ответов до завершения.

Пройти тест по статье

Источники и соглашения

Объяснения и задачи — авторские. Источники помогают проверить определения, условия и школьную привязку. Обозначения и параметризация указаны в статье.