Bài giảng Xác suất thống kê - Chương 1: Xác suất của biến cố - Phan Trung Hiếu
Phép thử ngẫu nhiên và biến cố ngẫu nhiên:
? Phép thử ngẫu nhiên:
? là việc thực hiện 1 thí nghiệm/ thực nghiệm, hoặc
việc quan sát 1 hiện tượng tự nhiên trong 1 số điều
kiện nhất định. Nó có thể dẫn đến kết cục/kết quả
này hoặc kết cục khác (có ít nhất 2 kết cục). Và việc
làm này có thể thực hiện bao nhiêu lần cũng được.
? Quy ước: Một đồng xu có 1 mặt Hình và 1 mặt Chữ
được gọi là đồng xu Sấp Ngữa, với quy ước
? mặt Hình = Sấp , mặt Chữ = Ngữa.
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Xác suất thống kê - Chương 1: Xác suất của biến cố - Phan Trung Hiếu", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
Tóm tắt nội dung tài liệu: Bài giảng Xác suất thống kê - Chương 1: Xác suất của biến cố - Phan Trung Hiếu
ThS. Phạm Trí Cao * Chương 1 21-01-2019 1 1 CHƯƠNG 1: XÁC SUẤT CỦA BIẾN CỐ I/ Phép thử ngẫu nhiên và biến cố ngẫu nhiên: Phép thử ngẫu nhiên: là việc thực hiện 1 thí nghiệm/ thực nghiệm, hoặc việc quan sát 1 hiện tượng tự nhiên trong 1 số điều kiện nhất định. Nó có thể dẫn đến kết cục/kết quả này hoặc kết cục khác (có ít nhất 2 kết cục). Và việc làm này có thể thực hiện bao nhiêu lần cũng được. Quy ước: Một đồng xu có 1 mặt Hình và 1 mặt Chữ được gọi là đồng xu Sấp Ngữa, với quy ước mặt Hình = Sấp , mặt Chữ = Ngữa. 2 3 Vd1: Tung 1 đồng xu Sấp Ngữa (cân đối, đồng chất), xét xem mặt nào xuất hiện (mặt nào được lật lên). Đây là 1 phép thử ngẫu nhiên? Vd2: Ném hòn đá xuống nước, xét xem hòn đá chìm hay nổi. Đây là 1 phép thử ngẫu nhiên? Vd3: Hai vợ chồng cãi nhau. Xét xem họ có ly dị nhau không. Đây là 1 phép thử ngẫu nhiên? VD4: Bắn 1 phát súng vào bia. Đây là 1 phép thử NN? VD5: Hộp có 7 bi Trắng và 5 bi Xanh. Lấy ngẫu nhiên 1 bi ra xem màu. Đây là 1 phép thử NN? VD6: Hộp có 7 bi Trắng. Lấy ngẫu nhiên 1 bi ra xem màu. Đây là 1 phép thử NN? VD7: (Phim “Hãy yêu đi rồi sẽ biết”) Yêu 1 người khác giới tính. Đây là 1 phép thử NN? Từ đây trở đi khi ta nói phép thử thì có nghĩa là phép thử NN. 4 ThS. Phạm Trí Cao * Chương 1 21-01-2019 2 5 Các kết cục của phép thử NN gọi là các biến cố. Có 3 loại biến cố: bc ngẫu nhiên, bc chắc chắn, bc không thể có BcNN: là bc có thể xảy ra hoặc không xảy ra khi thực hiện phép thử. Ký hiệu A, B, C, Bc chắc chắn: là bc luôn xảy ra khi thực hiện phép thử. Ký hiệu Bc không thể có: là bc không thể xảy ra khi thực hiện phép thử. Ký hiệu (hoặc ) Ta chỉ nghiên cứu bcNN mà thôi. 6 Vd1: Tung 1 con xúc xắc (cân đối, đồng chất), xét xem mặt nào xuất hiện. (Con xúc xắc có các mặt được đánh số nút từ 1 6) Đặt: A= bc xuất hiện mặt có số nút <=6 B= bc xuất hiện mặt có số nút là 7 C= bc xuất hiện mặt có số nút là số chẳn Biến cố nào là biến cố chắc chắn, bc ktc, bcNN? 7 VD2: Xét 1 gia đình văn hóa có 2 con. (Một người chỉ có thể là trai hoặc là gái, không xét hifi) Đặt: A = bc gia đình có 1 trai, 1 gái. B = bc gia đình có 2 con. C = bc gia đình có 3 con. Bc nào là bccc, bcktc, bcNN? 8 Vd3: Hộp có 8 bi: 6 bi Trắng, 2 bi Xanh. Lấy ngẫu nhiên ra 3 bi xem màu. Đặt A= bc lấy được 3 bi T B= bc lấy được 3 bi X C= bc lấy được 3 bi Bc nào là bccc, bcNN, bcktc? ThS. Phạm Trí Cao * Chương 1 21-01-2019 3 9 II) QUAN HỆ GIỮA CÁC BIẾN CỐ Thông thường sinh viên coi nhẹ phần này, cho rằng “chuyện nhỏ như con thỏ”, “không có gì mà ầm ỉ”. Phải tính xác suất cái này, xác suất cái kia thì mới “Xứng danh đại anh hùng”! Học xác suất mà “không thấy xác suất đâu”, học các quan hệ này thì chán chết! Tuy nhiên khi gặp bài toán xác suất đòi hỏi phải biết cách tự phân tích, tự đặt các biến cố, diễn tả câu hỏi đề cho theo các biến cố đã đặt thì lại không làm được, hoặc diễn tả không đúng! Hoặc đọc bài giảng trong sách thì lại không hiểu tại sao người ta biến đổi được như vậy! Nếu đã hiểu rõ về các quan hệ giữa các biến cố thì các vấn đề trên đúng là “chuyện nhỏ như con thỏ”! Vậy bạn thích “con thỏ” nào !? 10 II/QUAN HỆ GIỮA CÁC BIẾN CỐ: 1)Kéo theo: bc A gọi là kéo theo bc B nếu bc A xảy ra thì dẫn đến bc B xảy ra, khi thực hiện phép thử. Ký hiệu: AB hay A B Vd1: Một sv mua 1 tờ vé số. Đặt A= bc sv này trúng số độc đắc B= bc sv này trúng số AB hay BA ? 11 1)KÉO THEO VD2: Xét 1 gia đình văn hóa có 2 con. Đặt A= bc gia đình có con trai. B= bc gia đình có 2 con trai. AB hay BA ? VD3: Xét 1 học sinh đi thi đại học khối A. Đặt A= bc học sinh này thi đậu B= bc học sinh này có điểm Toán là 10 AB hay BA ? 12 2) TƯƠNG ĐƯƠNG (BẰNG NHAU): bc A gọi là bằng bc B nếu bc A xảy ra thì bc B xảy ra, và ngược lại bc B xảy ra thì bc A xảy ra, khi thực hiện phép thử. Ký hiệu A=B hay AB Vậy A=B nếu AB và BA Vd1: Tung 1 con xúc xắc. Đặt A= bc con xx xh mặt có số nút chẳn B= bc con xx xh mặt có số nút là: 2,4,6 C= bc con xx xh mặt có số nút là: 2,4 A=B? A=C? ThS. Phạm Trí Cao * Chương 1 21-01-2019 4 13 2) TƯƠNG ĐƯƠNG VD2: Xét 1 gia đình văn hóa có 2 con. (Một người chỉ có thể là trai hoặc là gái, không xét hifi) A= bc gia đình có 1 con trai B= bc gia đình có 1 con gái C= bc gia đình có con trai D= bc gia đình có ít nhất 1 con trai E= bc gia đình có nhiều nhất 1 con trai A=B? A=C? C=D? C=E? 14 2)TƯƠNG ĐƯƠNG Vd3: Hộp có 8 bi: 6T, 2 X. Lấy 2 bi ra xem màu. Đặt A= bc lấy được 1 bi T B= bc lấy được 1 bi X C= bc lấy được 3 bi T D= bc lấy được bi T A=B? A=C? A=D? 15 2)TƯƠNG ĐƯƠNG Vd4: Hộp có 8 bi: 4T, 2X, 2Đỏ. Lấy 2 bi ra xem màu. Đặt A= bc lấy được 1 bi T B= bc lấy được 1 bi X A=B? 16 3)TỔNG (HỢP): bc C gọi là tổng của 2 bc A và B, ký hiệu C=A+B hay C=AB. C xảy ra nếu có ít nhất 1 trong 2 bc A hoặc B xảy ra, khi thực hiện phép thử. Câu hỏi: Vậy A và B cùng xảy ra khi thực hiện phép thử được hông? ThS. Phạm Trí Cao * Chương 1 21-01-2019 5 17 3)HỢP Vd1: Tung 1 con xúc xắc. Xét xem mặt nào xuất hiện. Đặt C= bc con xx xh mặt có số nút chẳn. B= bc con xx xh mặt có số nút là 2 A= bc con xx xh mặt có số nút là 4,6 D= bc con xxxh mặt có số nút là 2,4 C= A+B? C= A+D? 3)HỢP VD2: Có 2 xạ thủ, mỗi người bắn 1 phát đạn vào bia. A= bc người thứ nhất bắn trúng B= bc người thứ hai bắn trúng C= bc bia trúng đạn C= A+B? 18 19 3)HỢP Vd3: Lớp có 50 sv, trong đó có: 20 sv giỏi AV, 15 sv giỏi PV, 7 sv giỏi cả 2 ngoại ngữ trên. Chọn NN 1 sv trong lớp. Đặt A= bc sv này giỏi Anh B= bc sv này giỏi Pháp C= bc sv này giỏi ít nhất 1 ngoại ngữ. D= bc sv này giỏi cả 2 ngoại ngữ C= A+B? D= A+B? Dùng biểu đồ Venn minh họa? 20 3)HỢP Vd4: Hộp có 9 bi T và 7 bi X. Lấy NN 3 bi từ hộp. Đặt A= bc lấy được 2 bi T và 1 bi X B= bc lấy được 3 bi T C= bc lấy được ít nhất 2 bi T D= bc lấy được nhiều nhất 1 bi X C= A+B? D= A+B? ThS. Phạm Trí Cao * Chương 1 21-01-2019 6 21 Tổng quát: C= A1+A2+...+An . C xảy ra nếu có ít nhất 1 bc Ai xảy ra, khi thực hiện phép thử VD1: Có 3 người đi thi Ai= bc người thứ i thi đậu C= bc có ít nhất 1 người thi đậu C= A1+A2+A3 Vd2: Kiểm tra chất lượng n sản phẩm. Đặt Ai= bc sp thứ i xấu. C= bc có ít nhất 1 sp xấu C= A1+A2+...+An Vậy “hiểu” dấu + giữa các biến cố nghĩa là gì? 22 4)TÍCH (GIAO): bc C gọi là tích của 2 bc A và B, ký hiệu C= A.B hay C= AB C xảy ra nếu cả 2 bc A và B cùng xảy ra, khi thực hiện phép thử. 23 4)TÍCH Vd1: Tung 1 con xúc xắc. Xét xem mặt nào xuất hiện. Đặt A= bc con xx xh mặt có số nút là 2,4 B= bc con xx xh mặt có số nút là 2,6 C= bc con xx xh mặt có số nút là 2 D= bc con xx xh mặt có số nút là 2,4,6 C= A.B? C= A.D? 4)TÍCH VD2: Có 2 xạ thủ, mỗi người bắn 1 phát đạn vào bia. A= bc người thứ nhất bắn trật B= bc người thứ hai bắn trật C= bc bia không trúng đạn C= A.B? C= A+B? 24 ThS. Phạm Trí Cao * Chương 1 21-01-2019 7 25 4)TÍCH Vd3: Lớp có 50 sv, trong đó có: 20 sv giỏi AV, 15 sv giỏi PV, 7 sv giỏi cả 2 ngoại ngữ trên. Chọn NN 1 sv trong lớp. Đặt A= bc sv này giỏi Anh B= bc sv này giỏi Pháp C= bc sv này giỏi cả 2 ngoại ngữ C= A.B? 26 4)TÍCH Tổng quát: C = A1.A2...An. C xảy ra nếu tất cả các Ai cùng xảy ra, khi thực hiện phép thử VD1: Có 3 người đi thi Ai= bc người thứ i thi rớt C= bc tất cả đều thi rớt C = A1.A2.A3 Vd2: Kiểm tra chất lượng n sp. Đặt Ai= bc sp thứ i tốt C= bc tất cả các sp đều tốt C = A1.A2...An Vậy “hiểu” dấu . giữa các biến cố nghĩa là gì? 4)KẾT HỢP TỔNG VÀ TÍCH VD6: Hộp 1 có 6 bi T và 4 bi X. Hộp 2 có 7 bi T và 3 bi X. Lấy NN từ hộp 1 ra 2 bi và lấy NN từ hộp 2 ra 1 bi. A= bc lấy được 2 bi T từ hộp 1 B= bc lấy được 1 bi T từ hộp 2 C= bc lấy được 3 bi T (trong 3 bi lấy ra) D= bc lấy được 1T 1X từ hộp 1 E= bc lấy được 2T 1X (trong 3 bi lấy ra) F= bc lấy được 1X từ hộp 2 C=A.B? C=D.B? E=B.D? E=A.F? E= A.F+D.B? 27 28 5)XUNG KHẮC: A và B gọi là xung khắc nếu A và B không đồng thời xảy ra, khi thực hiện phép thử. Ký hiệu A.B= Với 2 biến cố A, B thì ta có 4 trường hợp: A xr, Bxr A xr, Bkxr A kxr, Bxr A kxr, Bkxr Vậy trường hợp nào ứng với xung khắc? ThS. Phạm Trí Cao * Chương 1 21-01-2019 8 29 5)XUNG KHẮC Vd 1: Tung 1 con xúc xắc. đặt A= bc được mặt có số nút chẳn. B= bc được mặt có số nút là 2. C= bc được mặt có số nút lẻ. D= bc được mặt có số nút 1, 3 Xác định A.B? A.C? A,B xung khắc? A,C xk? A,D xk? 30 5)XUNG KHẮC Ví dụ 2: Hộp phấn có: 9 viên phấn trắng, 2 viên phấn đỏ. Lấy NN 1 viên phấn ra xem màu. (Từ quá khứ đến hiện tại, 1 viên phấn hoặc toàn Trắng hoặc toàn Đỏ; chưa thấy 1 viên phấn có khúc T và khúc Đ cùng lúc. Còn tương lai thì vô định!) Đặt T= bc được viên phấn T. Đ= bc được viên phấn Đ. A= bc lấy được 1 viên phấn T,Đ xung khắc? T,A xk? 5)XUNG KHẮC VD3: Xét 1 gia đình văn hóa có 2 con. (Một người chỉ có thể là trai hoặc là gái, không xét hifi) A= bc gia đình có 0 con trai B= bc gia đình có 1 con trai C= bc gia đình có 2 con trai A,B xk? A,C xk? B,C xk? 31 32 5)XUNG KHẮC Ví dụ 4: Hộp phấn có: 9 viên phấn trắng, 2 viên phấn đỏ. Lấy NN 2 viên phấn ra xem màu. Đặt A= bc được 1 viên phấn T. B= bc được 1 viên phấn Đ. C= bc được 2 viên phấn T D= bc lấy được viên phấn T A,B xung khắc? A,C xk? B,D xk? ThS. Phạm Trí Cao * Chương 1 21-01-2019 9 33 6)ĐỐI LẬP: A, B gọi là đối lập nếu A và B không đồng thời xảy ra, và 1 trong 2 bc A hoặc B phải xảy ra, khi thực hiện phép thử. Ký hiệu: biến cố đối lập của A ký hiệu là A hay A* Với 2 bc A,B ta có 4 trường hợp xảy ra: A xr, Bxr A xr, Bkxr A kxr, Bxr A kxr, Bkxr Vậy trường hợp nào ứng với đối lập? 34 6)ĐỐI LẬP Nhận xét sau đúng hay sai? A, A* đối lập A+A* = và A.A* = Nhận xét sau đúng hay sai? A,B xung khắc A,B đối lập 35 6)ĐỐI LẬP Vd1: Tung 1 con xúc xắc. A= bc xuất hiện mặt có số nút chẳn B= bc xuất hiện mặt có số nút lẻ C= bc xuất hiện mặt có số nút là : 2 hoặc 4 D= bc xuất hiện mặt có số nút là : 1, 3, 5, 6 E= bc xuất hiện mặt có số nút là : 1, 2, 4 A,B đối lập? B,C đối lập? C,D đối lập? D,E đối lập? 36 6)ĐỐI LẬP VD2: Xét phụ nữ sinh 1 con. (Không xét con hifi) A= bc sinh con trai B= bc sinh con gái A, B đối lập? VD3: Xét một sinh viên đi thi môn XSTK (Thi đạt nếu điểm từ 5-10, thi rớt nếu điểm từ 0-4) A= bc sinh viên thi đậu B= bc sinh viên thi rớt C= bc sinh viên có điểm thi từ 0-3 A, B đối lập? A, C đối lập? ThS. Phạm Trí Cao * Chương 1 21-01-2019 10 37 6)ĐỐI LẬP Ví dụ 4: Hộp phấn có: 9 viên phấn trắng, 2 viên phấn đỏ. Lấy NN 1 viên phấn ra xem màu. Đặt T= bc được viên phấn T. Đ= bc được viên phấn Đ. A= bc lấy được 1 viên phấn T,Đ đối lập? T,A đối lập? 38 6)ĐỐI LẬP Ví dụ 5: Hộp phấn có: 9 viên phấn trắng, 2 viên phấn đỏ. Lấy NN 2 viên phấn ra xem màu. Đặt B= bc được 2 viên phấn T. C= bc được 2 viên phấn Đ. A= bc lấy được nhiều nhất 1 viên phấn Đ D= bc lấy được viên phấn T B,C đối lập? A,C đối lập? C,D đối lập? BIỂU ĐỒ VENN MINH HỌA CÁC LOẠI QUAN HỆ 39 6BIS) BIẾN CỐ HIỆU Biến cố C gọi là hiệu của biến cố A với biến cố B, ký hiệu là C= A\B hay C= A-B Biến cố C xảy ra nếu bc A xảy ra nhưng biến cố B không xảy ra Xem mỗi biến cố là 1 tập hợp thì bc C= A\B là phần hình tô màu, tức là những gì thuộc tập A nhưng không thuộc tập B 40 ThS. Phạm Trí Cao * Chương 1 21-01-2019 11 6BIS) BIẾN CỐ HIỆU VD1: = {1, 2, 3, 4, 5, 6} a) A= {1, 4} , B= {2, 3, 5, 6} A\B= {1, 4} b) A= {1, 3, 4} , B= {2, 3, 5, 6} A\B= {1, 4} c) A= {1, 3, 4, 5} , B= {2, 3, 5, 6} A\B= {1, 4} d) A= {1, 3, 5, 6} , B= {2, 3, 5, 6} A\B= {1} Nhận xét 1: A\B = A.B* c) B*= {1, 4} A.B*= {1, 4} = A\B d) B*= {1, 4} A.B*= {1} = A\B B\A = B.A* 41 6BIS) BIẾN CỐ HIỆU VD1: = {1, 2, 3, 4, 5, 6} c) A= {1, 3, 4, 5} , B= {2, 3, 5, 6} A\B= {1, 4} d) A= {1, 3, 5, 6} , B= {2, 3, 5, 6} A\B= {1} Nhận xét 2: A = (A\B)+A.B , với (A\B) và A.B xung khắc nhau Biến cố B dùng tách (phân hoạch) bc A ra thành tổng của 2 bc xung khắc nhau c) A.B = {3, 5} , A\B= {1, 4} A = (A\B)+A.B d) A.B = {3, 5, 6} , A\B= {1} A = (A\B)+A.B B = (B\A)+A.B , với (B\A) và A.B xung khắc nhau 42 6BIS) BIẾN CỐ HIỆU VD1: = {1, 2, 3, 4, 5, 6} A= {1, 3, 4, 5} , B= {2, 3, 5} A\B= {1, 4} , A.B= {3, 5} , B\A= {2} A+B= {1, 2, 3, 4, 5} Nhận xét 3: A+B = (A\B)+A.B+(B\A) , với (A\B) và A.B và (B\A) xung khắc từng đôi với nhau 43 44 7)NHÓM BIẾN CỐ XUNG KHẮC TỪNG ĐÔI: Nhóm biến cố A, B, C xung khắc từng đôi nếu A,B xung khắc; A,C xung khắc; B,C xung khắc. Nhóm (họ) n biến cố A1,A2,...,An gọi là xung khắc từng đôi nếu hai biến cố bất kỳ trong nhóm là xung khắc nhau (nghĩa là Ai.Aj = , với mọi i j) ThS. Phạm Trí Cao * Chương 1 21-01-2019 12 45 7)NHÓM BIẾN CỐ XUNG KHẮC TỪNG ĐÔI: VD1: Tung 1 con xúc xắc Đặt A= bc con xx xh mặt có số nút là 1,2 B= bc con xx xh mặt có số nút là 4,6 C= bc con xx xh mặt có số nút là 5 D= bc con xx xh mặt có số nút là lẻ A,B,C xktđ? A,B,D xktđ? 46 7)XKTĐ Vd2: Hộp phấn có: 9 viên phấn trắng, 2 viên phấn đỏ, 3 viên phấn Xanh. Lấy NN 1 viên phấn ra xem màu. T= bc được viên phấn T Đ= bc được viên phấn Đ X= bc được viên phấn X T,Đ,X xktđ? 47 7)XKTĐ Vd3: Hộp phấn có: 9 viên phấn trắng, 2 viên phấn đỏ. Lấy NN 2 viên phấn ra xem màu. A= bc được 2 viên phấn T B= bc được 2 viên phấn Đ C= bc được 1 viên phấn T A,B,C xktđ? 48 8)NHÓM BC ĐẦY: Nhóm n biến cố A1,A2,...,An gọi là đầy nếu A1+A2+...+An = Vd 1: Tung một con xúc xắc A= bc mặt 1,2 xh B= bc mặt 3,4 xh C= bc mặt 4,5,6 xh D= bc mặt lẻ xh A,B,C đầy? A,B,D đầy? ThS. Phạm Trí Cao * Chương 1 21-01-2019 13 49 9)NHÓM BC ĐẦY ĐỦ (VÀ XUNG KHẮC TỪNG ĐÔI ... hS. Phạm Trí Cao * Chương 1 21-01-2019 34 133 5)CÔNG THỨC XÁC SUẤT ĐẦY ĐỦ: Thật vậy: = A1+A2++An F= F = F(A1+A2++An) = FA1+FA2++FAn P(F)= P(FA1+FA2++FAn) = P(FA1)+P(FA2)++P(FAn) = P(F/A1)P(A1)+P(F/A2)P(A2)++P(F/An)P(An) Câu hỏi lớn: Khó khăn khi áp dụng công thức xsđđ là gì? Gợi ý: Ta nên phân chia các trường hợp Ai sao cho dễ tính xác suất P(Ai) và P(F/Ai) 134 5)CTXSĐĐ Vd1: Hộp có 5 bi T, 4 bi X. Lấy lần lượt 2 bi (lấy ngẫu nhiên không hoàn lại) Tính xác suất lần 2 lấy đượïc bi X? HD: Ta thấy khả năng lấy được bi X ở lần 2 phụ thuộc vào lần 1: lấy được bi X hay bi T có 2 trường hợp xảy ra ta có nhóm gồm 2 bc , xét xem chúng có đầy đủ và xung khắc ? 135 5)CTXSĐĐ VD1: * F= bc lần 2 lấy được bi X A1= bc lần 1 lấy được bi T A2= bc lần 1 lấy được bi X A1,A2 là nhóm bc đđ và xk * P(A1)= 5/9 , P(A2)= 4/9 * P(F/A1)= 4/8 , P(F/A2)= 3/8 P(F)= P(F/A1)P(A1)+P(F/A2)P(A2) = (4/8).(5/9)+ (3/8).(4/9) = 4/9 136 5)CTXSĐĐ Vd2: Xí nghiệp bút bi Thiên long có 3 phân xưởng sản xuất. PX1: sản xuất 50% sp của toàn XN ; PX2: sản xuất 30% ; PX3: sản xuất 20% (1 cây viết chỉ do 1 phân xưởng sản xuất) Tỷ lệ phế phẩm tính trên số sp do từng PX sản xuất là: 1%, 2%, 3% Một sinh viên mua 1 cây bút bi Thiên long. Tính xác suất mua phải cây viết xấu? ThS. Phạm Trí Cao * Chương 1 21-01-2019 35 137 5)CTXSĐĐ HDVD2: Cây viết xấu có thể do: PXI sx, PXII sx, PXIII sx có 3 trường hợp xảy ra ta có nhóm gồm 3 bc , xét xem chúng có đầy đủ và xung khắc từng đôi? *Đặt Ai= bc cây viết do PXi sản xuất, i=1,3 F= bc mua phải cây viết xấu A1,A2,A3 tạo thành nhóm bc đđ và xktđ *P(A1)= 0,5 P(A2)= 0,3 P(A3)= 0,2 *P(F/A1)= 0,01 P(F/A2)= 0,02 P(F/A3)= 0,03 P(F)= P(F/A1)P(A1)+ P(F/A2)P(A2)+ P(F/A3)P(A3) = 0,017= 1,7% Vậy xác suất mua phải 1 cây viết xấu là 1,7% 138 5)CTXSĐĐ Câu hỏi ngược: Biết rằng mua phải cây viết xấu, tính xs cây viết này do PXI sản suất? Giải: P(A1/F)= P(FA1) / P(F)= P(F/A1)P(A1) / P(F) = 0,01*0,5 / 0,017 = 0,294 139 5)CTXSĐĐ Ta thấy: Trước khi mua cây viết thì xs cây viết do PXI sản xuất là 0,5 (P(A1)= 0,5) , nhưng khi bc F xảy ra (mua phải cây viết xấu) thì khả năng cây viết do PXI sản xuất giảm đi (P(A1/F)= 0,294). * Trước khi thực hiện thí nghiệm (mua 1 cây viết, xem tốt hay xấu) ta tính trước rằng : xs cây viết do PXI sx là P(A1)= 0,5 , gọi là xác suất tiền/ tiên nghiệm * Sau khi thực hiện thí nghiệm , bc F xảy ra ta có xs cây viết do PXI sx là P(A1/F)= 0,294 , gọi là xác suất hậu nghiệm P(Ai/F) = ? Gọi là công thức Bayes. 140 5)CTXSĐĐ Nhận xét: Thường ta dùng sơ đồ để biểu diễn các trường hợp (bcsc) của ctxsđđ như sau: VD1 VD2 F F A1 A2 A1 A2 A3 ThS. Phạm Trí Cao * Chương 1 21-01-2019 36 141 6)Công thức Bayes: Lấy lại giả thiết trong công thức xs đầy đủ Tính xác suất của bc Ai với điều kiện bc F đã xảy ra: P(Ai/F)= P(FAi) / P(F)= P(F/Ai)P(Ai) / P(F) Lưu ý: Nên tính P(F) trước khi tính P(Ai/F) 142 6)CTBAYES Vd0: Có 3 hộp phấn, mỗi hộp có 10 viên phấn. Hộp thứ 1 có 6 viên phấn T. Hộp thứ 2 có 8 viên phấn T. Hộp thứ 3 có 7 viên phấn T. Lấy ngẫu nhiên 1 hộp (trong 3 hộp), rồi từ hộp đó lấy ngẫu nhiên 1 viên phấn ra xem màu. 1) Tính xs lấy được viên phấn T? 2) Biết rằng viên phấn lấy ra là viên phấn T, tính xs viên phấn này thuộc hộp thứ 2? 6)CTBAYES HD VD0: Viên phấn lấy ra xem màu có thể thuộc hộp thứ 1 hoặc thứ 2 hoặc thứ 3 có 3 trường hợp có thể xảy ra 1) F= bc lấy được viên phấn T Hi= bc lấy được hộp thứ i P(F)= P(F/H1)P(H1)+P(F/H2)P(H2)+P(F/H3)P(H3) = (6/10)(1/3)+(8/10)(1/3)+(7/10)(1/3) = 21/30 = 0,7 2) P(H2/F)= P(H2.F) / P(F) = P(F/H2)P(H2) / P(F) = (8/10)(1/3) / (21/30) = 8/21 143 144 6)CTBAYES Vd1: Có 2 hộp phấn loại I, 1 hộp phấn loại II. Hộp loại I có 8 viên phấn T, 2 viên phấn X; hộp loại II có 9 viên phấn T, 1 viên phấn X. Lấy ngẫu nhiên 1 hộp (trong 3 hộp), rồi từ hộp đó lấy ngẫu nhiên 1 viên phấn ra xem màu. 1) Tính xs lấy được viên phấn T? 2) Tính xs viên phấn lấy ra thuộc hộp loại I, biết rằng nó là viên phấn T? ThS. Phạm Trí Cao * Chương 1 21-01-2019 37 145 6)CTBAYES HDVd1: 1) Viên phấn lấy ra xem màu có thể thuộc: hộp loại I hoặc hộp loại II có 2 trường hợp xảy ra * F= bc lấy được viên phấn T Hi= bc lấy được hộp loại i, i=1,2 * P(F)= P(F/H1)P(H1)+P(F/H2)P(H2) = (8/10)(2/3)+ (9/10)(1/3) = 5/6 2) P(H1/F)= P(FH1) / P(F)= P(F/H1)P(H1) / P(F) = (8/10)(2/3) / (5/6) = 48/75 MỞ RỘNG VD 1 (TỰ GIẢI) Có 3 hộp loại I, 4 hộp loại II và 5 hộp loại III. Hộp loại I có 5 viên phấn T và 4 viên phấn X. Hộp loại II có 6 viên phấn T và 3 viên phấn X. Hộp loại III có 4 viên phân T và 5 viên phấn X. a) Chọn ngẫu nhiên 1 hộp (trong 12 hộp) rồi từ hộp này lấy ngẫu nhiên 3 viên phấn. Tính xác suất lấy được 2 T và 1 X? b) Biết rằng lấy được 2 T và 1 X, tính xác suất ta lấy từ hộp loại II? 146 PHÂN BIỆT CT XS CÓ ĐIỀU KIỆN VÀ CT BAYES VD2: Có 3 người đi thi cuối kỳ với xác suất thi đậu của từng người lần lượt là 0,7 ; 0,6 ; 0,8. 1) Tính xác suất chỉ có 1 người thi đậu? 2) Tính xác suất chỉ có 2 người thi đậu? 3) Biết rằng chỉ có 1 người TĐ, hãy tính xs đó là người thứ nhất? Giải: 1) Gọi Ai là biến cố người thứ i thi đậu F= bc chỉ có 1 người thi đậu P(F)= P(A1A2*A3*+A1*A2A3*+A1*A2*A3) = P(A1)P(A2*)P(A3*)+P(A1*)P(A2)P(A3*)+P(A1*)P(A2*)P(A3) 2) K= bc chỉ có 2 người thi đậu P(K)= P(A1A2A3*+A1A2*A3+A1*A2A3) 3) P(A1/F) = P(A1F) / P(F) = P(A1A2*A3*) / P(F) 147 PHÂN BIỆT CT XS CÓ ĐIỀU KIỆN VÀ CT BAYES VD3: Hộp 1 có 5 bi T và 3 bi X. Hộp 2 có 6 bi T và 4 bi X. Lấy NN từ hộp 1 ra 2 bi, và lấy NN từ hộp 2 ra 2 bi. 1) Tính xác suất lấy được 3 bi T và 1 bi X trong 4 bi lấy ra. 2) Biết rằng lấy được 3T và 1X, tính xs bi X lấy ở hộp 1 Giải: Ai= bc lấy được i bi T từ hộp 1, i=0,1,2 Bi= bc lấy được i bi T từ hộp 2, i=0,1,2 F= bc lấy được 3 bi T và 1 bi X P(F)= P(A2B1+A1B2) = P(A2)P(B1)+P(A1)P(B2) P(A1/F)= P(A1F) / P(F) = P(A1B2) / P(F) Đây không phải là công thức Bayes, sao kỳ vậy ta!!! 148 ThS. Phạm Trí Cao * Chương 1 21-01-2019 38 149 Bình loạn: Qua công thức xsđđ và Bayes bạn có cảm thấy sự “vô thường” của cuộc đời! Trong cuộc đời, ai cũng đã từng ít nhất 1 lần thốt lên câu: “giá như”! Thí dụ: “giá như biết lấy chồng được sung sướng thì tôi đã lấy chồng sớm rồi”, “giá như biết lấy vợ sẽ chịu đau khổ thì tôi đã không lấy rồi”, “giá như tôi chăm học thêm tý nữa thì tôi đã thi đậu rồi”, Giả sử trước khi lấy vợ bạn ước tính xác suất bạn sẽ bị đau khổ là P(A)= 50%; và sau khi bạn lấy vợ, một người vợ được mọi người cho là “hiện đại”, bạn tính được xác suất bạn bị đau khổ là P(A/F)= 80%. Lúc đó bạn mong ước phải chi F đừng xảy ra, nhưng bạn chỉ biết F xảy ra khi bạn đã thực hiện “phép thử” lấy vợ. Đây là 1 phép thử mà bạn chỉ thực hiện 1 lần là “quá đủ”! 150 7)NGUYÊN LÝ BIẾN CỐ HIẾM Một biến cố A có xác suất P(A) nhỏ thì khi thực hiện 1 phép thử ta xem như nó không xảy ra. Ta gọi A là biến cố hiếm. Vậy P(A) bằng bao nhiêu là nhỏ? Tùy theo thực tế, tùy theo từng người mà P(A) được xem là nhỏ hay không. Thí dụ: Nếu bạn yêu 1 người mà người đó hầu như không yêu bạn, bạn chỉ có 1/106 hy vọng là người đó yêu bạn. Với hy vọng đó thì bạn có thể chờ đợi cả đời (từ lúc tóc đen, da mịn cho đến lúc tóc bạc, da nhăn). Thậm chí trước khi chết bạn chỉ cần người đó nói 1 câu yêu bạn thì bạn đã mãn nguyện xuống suối vàng rùi (Y như phim!) Vậy thì 1/106 không nhỏ chút nào hết! 151 NGUYÊN LÝ BIẾN CỐ HIẾM (tiếp theo) Thí dụ: Một người phụ nữ đi cắt móng tay móng chân và cắt da tay da chân tại 1 tiệm “làm đẹp”. Dụng cụ cắt được dùng chung cho nhiều người, không được khử trùng đúng quy trình y tế (hiển nhiên rùi!!!). Giả sử trong quá trình cắt mà bị chảy máu thì xác suất để người đó bị lây nhiễm HIV là 1/10.000. Vậy thì xác suất này nhỏ hay là không nhỏ? Đó là lựa chọn sinh tử giữa “sắc đẹp hư ảo phù dung” và “sự sống mong manh”!!! Nếu bị HIV rùi thì có cần cắt móng để làm đẹp nữa không???!!! Thực tế các tiệm luôn tấp nập “các con chim ẩn mình chờ chết” !!! 152 NGUYÊN LÝ BIẾN CỐ HIẾM (tiếp theo) Thí dụ: Xác suất 1 người đua xe bị chết là 1/100. Đối với các “yêng hùng xa lộ” thì con số này chẳng nghĩa lý gì cả! Nó chỉ có nghĩa đối với người bình thường mà thôi. Thí dụ: Nhà có giấy phép xây dựng 2 tầng, nếu tự ý xây thêm 1 tầng nữa thì khả năng bị sập là 1/100. Đối với những người “cẩn thận” thì đó là con số không nhỏ, nhưng đối với những người “ẩu, liều” thì con số đó “chẳng là cái đinh” gì cả! Trong xác suất thường người ta xem 1%, 5% là nhỏ. ThS. Phạm Trí Cao * Chương 1 21-01-2019 39 153 MỘT SỐ LƯU Ý 154 BÀI TẬP 1: Ta có biến cố A, B bất kỳ ; C thỏa P(C)>0 “Nếu A, B độc lập P([AB]/C) = P(A/C). P(B/C)” Điều này đúng hay sai? 155 Giải: Xét = {1,2,3,4} A= {1,2} B= {1,3}, C= {1,4} P(A)= 2/4 , P(B)= 2/4 , P(AB)= P({1})= ¼ Vậy: P(AB) = P(A).P(B) nên A, B độc lập. P(AB/C)= P(ABC) /P(C) = (1/4) / (2/4) = 1/2 P(A/C) = P(AC) / P(C)= (¼) / (2/4) = ½ P(B/C) = P(BC) / P(C)= (¼) / (2/4) = ½ P(A/C).P(B/C) = (½).(½) = 1/4 Vậy P(AB/C) ≠ P(A/C).P(B/C) Vậy điều kiện gì thì dấu “=“ xảy ra? 156 Bài tập 2: A1, A2 là họ biến cố đầy đủ và xung khắc C là biến cố bất kỳ, P(B)>0 Ta có 2 công thức sau: P(C)= P(A1/B)P(C/A1B)+P(A2/B)P(C/A2B) P(C/B)= P(A1/B)P(C/A1B)+P(A2/B)P(C/A2B) 1) Theo bạn thì công thức nào đúng? 2) Hãy chứng minh công thức đúng 1 cách “đường đường, chính chính”, nghĩa là đúng cho biến cố bất kỳ chứ hổng phải chỉ đúng qua 1 thí dụ cá biệt? ThS. Phạm Trí Cao * Chương 1 21-01-2019 40 157 Giải: 1) = {1,2,3,4,5,6} A1= {1,2} , A2= {3,4,5,6}, B= {2,3,4}, C= {2} P(C)= 1/6 P(A1/B)= P(A1B) / P(B)= (1/6) / (3/6)= 1/3 P(A2/B)= P(A2B) / P(B)= (2/6) / (3/6)= 2/3 P(C/A1B)= P(CA1B) / P(A1B)= (1/6) / (1/6)= 1 P(C/A2B)= P(CA2B) / P(A2B)= 0 / (2/6)= 0 Ta có: P(A1/B)P(C/A1B)+P(A2/B)P(C/A2B) = (1/3)(1)+(2/3)(0)= 1/3 P(C/B)= P(CB)/P(B)= (1/6) / (3/6)= 1/3 2) Bạn hãy tự chứng minh, đây là 1 bài tập rất thi vị! 158 TÓM LẠI: Ta có định nghĩa xác suất của biến cố theo cổ điển Các công thức tính xác suất: Công thức cộng Công thức xác suất có điều kiện Công thức nhân Công thức xác suất đầy đủ Công thức Bayes 159 Tuy nhiên trong bài tập người ta không nỡ để các dạng toán này một cách “cô đơn, buồn chán”. Thường người ta “hợp hôn” nhiều công thức tính xác suất trong một bài toán. Điều này đòi hỏi ta phải biết phân biệt khi nào thì nên dùng công thức nào, cách kết hợp các công thức này như thế nào, và còn hơn thế nữa! Sự “hợp hôn” này có “hoàn hảo” hay không là do ta có “khéo tay hay làm” không! 160 BÀI TẬP Bài tập 1: Hộp có 4 viên bi đỏ, 3 viên bi trắng. Lấy ra 2 bi từ hộp. Tính xs lấy được 2 bi T trong 3 cách lấy sau: a) C1: Lấy ngẫu nhiên 2 bi (lấy 1 lần 2 bi) b) C2: Lấy lần lượt 2 bi (không hoàn lại) c) C3: Lấy có hoàn lại 2 bi ThS. Phạm Trí Cao * Chương 1 21-01-2019 41 161 HDBT1: A= bc lấy được 2 bi T a) P(A)= C(2,3) / C(2,7)= 3/21 b) P(A)= P(T1.T2) = P(T2/T1)P(T1) = (3/7).(2/6) = 6/42 = 3/21 c) Do chọn có hoàn lại nên ở lần chọn thứ 2 ta cũng có giả thiết y như ở lần chọn 1 (Hộp có 7 bi , có 4 bi đỏ, 3 bi trắng) T1 và T2 độc lập P(A)= P(T1.T2) = P(T1).P(T2) = (3/7).(3/7)= 9/49 Nhận xét: câu a và b có xác suất bằng nhau. 162 Nhận xét BT1 (Dành cho Cao thủ nội công thâm hậu): Ta tính xác suất P(A) theo định nghĩa cổ điển: Nếu lấy ngẫu nhiên 2 bi: P(A)= |A|/|| = 3/21 Nếu lấy lần lượt 2 bi: P(A)= |A|/|| = 6/42 = 3/21 Nếu lấy có hoàn lại 2 bi: P(A)= |A|/|| = 9/49 Với C1 và C2 thì mặc dù || khác nhau nhưng xác suất vẫn bằng nhau. BT: Với A là biến cố ngẫu nhiên bất kỳ, cmr P(A) theo C1 và C2 luôn bằng nhau. BT1: TÍNH XS LẤY ĐƯỢC 2 BI TRẮNG? 163 Lấy n bi trong N bi Cách 2 Cách 3 Sai số Lấy 2 bi trong 7 bi, trong 7 bi có 3 bi T 0.1428570.183673 -0.040816 Lấy 2 bi trong 70 bi, trong 70 bi có 30 bi T 0.1801240.183673 -0.003549 Lấy 2 bi trong 700 bi, trong 700 bi có 300 bi T 0.1833230.183673 -0.000350 Lấy 2 bi trong 7000 bi, trong 7000 bi có 3000 bi T 0.1836380.183673 -0.000035 ỨNG DỤNG NHẬN XÉT BÀI TẬP 1 Hộp có 5 bi T, 3 bi X, 4 bi V. Lấy lần lượt 4 bi từ hộp. Tính xác suất lấy được 2 bi T, 1 bi X và 1 bi V. Đáp số: 8/33 164 ThS. Phạm Trí Cao * Chương 1 21-01-2019 42 BT3: Máy tự động sản xuất ra sản phẩm có tỷ lệ sản phẩm loại A là 85%, tỷ lệ sản phẩm loại B là 15%. Sản phẩm sản xuất ra đi qua máy phân loại (PL) tự động, máy PL nhận đúng sản phẩm loại A với tỷ lệ 90%, nhận đúng sản phẩm loại B với tỷ lệ 80%. 165 BT3: 1a) Tính xác suất 1 sản phẩm đi qua máy PL thì bị nhận nhầm? 1b) Tính xác suất 1 sản phẩm đi qua máy PL thì được nhận đúng? 2a) Biết rằng máy PL kết luận 1 sản phẩm là loại A, tính xác suất nó đúng là loại A? 2b) Biết rằng máy PL kết luận 1 sản phẩm là loại A, tính xác suất nó là loại B? 3a) Biết rằng máy PL kết luận 1 sản phẩm là loại B, tính xác suất nó đúng là loại B? 3b) Biết rằng máy PL kết luận 1 sản phẩm là loại B, tính xác suất nó là loại A? 166 GIẢI: A= biến cố sản phẩm sản xuất ra là loại A B= biến cố sản phẩm sản xuất ra là loại B 1a) F= biến cố sản phẩm bị máy PL nhận nhầm P(F)= P(F/A)P(A)+P(F/B)P(B) = (0,1)(0,85)+(0,2)(0,15) 2a) F= bc sản phẩm được máy PL kết luận là loại A P(F)= P(F/A)P(A)+P(F/B)P(B) = (0,9)(0,85)+(0,2)(0,15) P(A/F)= P(F/A)P(A) / P(F) 167 GIẢI: 2b) P(B/F)= P(F/B)P(B) / P(F) 3a) F= bc sản phẩm được máy PL kết luận là loại B P(F)= P(F/A)P(A)+P(F/B)P(B) = (0,1)(0,85)+(0,8)(0,15) P(B/F)= P(F/B)P(B) / P(F) 3b) P(A/F)= P(F/A)P(A) / P(F) 168 ThS. Phạm Trí Cao * Chương 1 21-01-2019 43 Mời ghé thăm trang web: 169 https://sites.google.com/a/ueh.edu.vn/phamtricao/ https://sites.google.com/site/phamtricao/
File đính kèm:
- bai_giang_xac_suat_thong_ke_chuong_1_xac_suat_cua_bien_co_ph.pdf