← Каталог задач

Дерево вероятностей и формула полной вероятности

10–11 класссредне

Вероятность

Опыт в два этапа: вероятности перемножаются вдоль ветки и складываются по веткам, ведущим к событию. То же самое — площади в квадрате. Формула Байеса отвечает, откуда взялся брак.

ЕГЭ профильвероятностьусловная вероятностьформула полной вероятностиБайес
0,60,40,05B0,030,95B̄0,570,1B0,040,9B̄0,36AĀ
AĀ

Квадрат — все исходы. Левая полоса — A, её ширина P(A)=0,6P(A) = 0{,}6. Зелёные части — B: их площади и есть произведения вдоль веток дерева, а вся зелёная площадь — P(B)P(B).

Формула полной вероятности

P(B)=P(A) P(B∣A)+P(Aˉ) P(B∣Aˉ)P(B) = P(A)\,P(B \mid A) + P(\bar A)\,P(B \mid \bar A)

P(B)=0,6⋅0,05+0,4⋅0,1=0,07P(B) = 0{,}6 \cdot 0{,}05 + 0{,}4 \cdot 0{,}1 = 0{,}07

Изделие оказалось с браком — из какого оно цеха? Формула Байеса:

P(A∣B)=P(A) P(B∣A)P(B)=0,030,07≈0,429P(A \mid B) = \frac{P(A)\,P(B \mid A)}{P(B)} = \frac{0{,}03}{0{,}07} \approx 0{,}429

Теория

Правила дерева

  • Вероятности на ветвях из одной вершины в сумме дают 1.
  • Вероятность пути — произведение вероятностей вдоль него.
  • Вероятность события — сумма вероятностей всех путей, которые к нему ведут.

Условная вероятность

P(B∣A)=P(A и B)P(A)P(B \mid A) = \frac{P(A \text{ и } B)}{P(A)} — вероятность BB, если известно, что AA произошло. На второй ступени дерева стоят именно условные вероятности.

Формула полной вероятности

Если гипотезы H1,…,HnH_1, \dots, H_n несовместны и вместе охватывают все исходы, то P(A)=P(H1)P(A∣H1)+⋯+P(Hn)P(A∣Hn)P(A) = P(H_1)P(A \mid H_1) + \dots + P(H_n)P(A \mid H_n).

Формула Байеса

P(Hi∣A)=P(Hi)P(A∣Hi)P(A)P(H_i \mid A) = \frac{P(H_i)P(A \mid H_i)}{P(A)} — какая доля вероятности AA приходится на путь через HiH_i. Так отвечают, с какой фабрики скорее всего бракованная деталь.

Независимость

AA и BB независимы, если P(A и B)=P(A)⋅P(B)P(A \text{ и } B) = P(A) \cdot P(B). Стрелок попадает с вероятностью 0,8 — все три выстрела в цель с вероятностью 0,83=0,5120{,}8^3 = 0{,}512, хотя бы один — 1−0,23=0,9921 - 0{,}2^3 = 0{,}992.

Частые ошибки

  • Складывают вероятности вдоль одной ветки, а их надо перемножать.
  • В формуле Байеса забывают разделить на P(A)P(A).