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例 1.4.5

medium一级题目发布者: ai-batch

题干

例 1.4.5(摸彩模型) 设在 nnn 张彩票中有一张可中奖。求第二人摸到中奖彩票的概率是多少?

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解析

设 AiA_iAi​ 表示事件"第 iii 人摸到中奖彩票",i=1,2,⋯ ,ni = 1, 2, \cdots, ni=1,2,⋯,n。现在目的是求 P(A2)P(A_2)P(A2​)。因为 A1A_1A1​ 是否发生直接关系到 A2A_2A2​ 发生的概率,即

P(A2∣A1)=0,P(A2∣A1‾)=1n−1.P(A_2 | A_1) = 0, \quad P(A_2 | \overline{A_1}) = \frac{1}{n-1}.P(A2​∣A1​)=0,P(A2​∣A1​​)=n−11​.

而 A1A_1A1​ 与 A1‾\overline{A_1}A1​​ 是两个概率大于 0 的事件:

P(A1)=1n,P(A1‾)=n−1n.P(A_1) = \frac{1}{n}, \quad P(\overline{A_1}) = \frac{n-1}{n}.P(A1​)=n1​,P(A1​​)=nn−1​.

于是由全概率公式得

P(A2)=P(A1)P(A2∣A1)+P(A1‾)P(A2∣A1‾)=1n⋅0+n−1n⋅1n−1=1n.P(A_2) = P(A_1)P(A_2|A_1) + P(\overline{A_1})P(A_2|\overline{A_1}) = \frac{1}{n} \cdot 0 + \frac{n-1}{n} \cdot \frac{1}{n-1} = \frac{1}{n}.P(A2​)=P(A1​)P(A2​∣A1​)+P(A1​​)P(A2​∣A1​​)=n1​⋅0+nn−1​⋅n−11​=n1​.

这表明:摸到中奖彩票的机会与先后次序无关。因后者可能处于"不利状况"(前者已摸到中奖彩票),但也可能处于"有利状况"(前者没摸到中奖彩票,从而增加后者摸到中奖彩票的机会),两种状况用全概率公式综合(加权平均)所得结果(机会均等)既公平又合情理。

用类似的方法可得

P(A3)=P(A4)=⋯=P(An)=1n.P(A_3) = P(A_4) = \cdots = P(A_n) = \frac{1}{n}.P(A3​)=P(A4​)=⋯=P(An​)=n1​.

如果设 nnn 张彩票中有 kkk(⩽n\leqslant n⩽n)张可中奖,则可得

P(A1)=P(A2)=⋯=P(An)=kn.P(A_1) = P(A_2) = \cdots = P(A_n) = \frac{k}{n}.P(A1​)=P(A2​)=⋯=P(An​)=nk​.

这说明,购买彩票时,不论先买后买,中奖机会是均等的。

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