Ôn Thi Đại Họcby ToanKhonTech
Kiến thức trọng tâmLớp 12

Xác suất có điều kiện

Định nghĩa xác suất có điều kiện, công thức nhân, công thức xác suất toàn phần, công thức Bayes và cách dùng sơ đồ hình cây, kèm ví dụ thực tế giải chi tiết.

Xác suất có điều kiện là nội dung mới của lớp 12 và được đề thi rất "ưu ái": phần II thường có trọn một câu đúng/sai về công thức xác suất toàn phần và Bayes trong tình huống thực tế (sản xuất, xét nghiệm, dự báo), phần III có thể có thêm một câu tính xác suất. Cái khó không nằm ở công thức mà ở việc đặt đúng biến cố — bài này hướng dẫn cách làm đó bằng sơ đồ hình cây.

Kiến thức trọng tâm

Xác suất có điều kiện

Cho hai biến cố AA và BB với P(B)>0P(B) > 0. Xác suất của AA với điều kiện BB (xác suất xảy ra AA khi biết BB đã xảy ra) là

P(A∣B)=P(A∩B)P(B).P(A \mid B) = \dfrac{P(A \cap B)}{P(B)}.

Khi các kết quả đồng khả năng: P(A∣B)=n(A∩B)n(B)P(A \mid B) = \dfrac{n(A \cap B)}{n(B)} — tức là đếm trong "không gian thu hẹp" BB.

Tính chất: P(A‾∣B)=1−P(A∣B)P(\overline{A} \mid B) = 1 - P(A \mid B). Nói chung P(A∣B)≠P(B∣A)P(A \mid B) \ne P(B \mid A).

Công thức nhân và biến cố độc lập

P(A∩B)=P(B)⋅P(A∣B)=P(A)⋅P(B∣A).\begin{aligned} P(A \cap B) &= P(B)\cdot P(A \mid B) \\ &= P(A)\cdot P(B \mid A). \end{aligned}

Hai biến cố AA, BB (với P(B)>0P(B) > 0) độc lập khi và chỉ khi P(A∣B)=P(A)P(A \mid B) = P(A), tương đương P(A∩B)=P(A)⋅P(B){P(A \cap B) = P(A)\cdot P(B)}.

Công thức xác suất toàn phần

Với 0<P(B)<10 < P(B) < 1:

P(A)=P(B)⋅P(A∣B)+P(B‾)⋅P(A∣B‾).\begin{aligned} P(A) = {} & P(B)\cdot P(A \mid B) \\ & + P(\overline{B})\cdot P(A \mid \overline{B}). \end{aligned}

Nếu B1,B2,…,BnB_1, B_2, \dots, B_n đôi một xung khắc và hợp lại là toàn bộ không gian mẫu (ví dụ ba phân xưởng, ba loại khách hàng) thì P(A)=∑P(Bi)⋅P(A∣Bi)P(A) = \sum P(B_i)\cdot P(A \mid B_i) — trên sơ đồ hình cây, đó là tổng các nhánh dẫn tới AA.

Công thức Bayes

Với P(A)>0P(A) > 0, 0<P(B)<10 < P(B) < 1:

P(B∣A)=P(B)⋅P(A∣B)P(A)=P(B)⋅P(A∣B)P(B)⋅P(A∣B)+P(B‾)⋅P(A∣B‾).\begin{aligned} &P(B \mid A) = \dfrac{P(B)\cdot P(A \mid B)}{P(A)} \\ &\quad = \dfrac{P(B)\cdot P(A \mid B)}{P(B)\cdot P(A \mid B) + P(\overline{B})\cdot P(A \mid \overline{B})}. \end{aligned}

Bayes trả lời câu hỏi "ngược": biết kết quả AA đã xảy ra, xác suất nguyên nhân BB là bao nhiêu.

Câu hỏi trong đề Công thức
"Biết BB xảy ra, tính xác suất AA" P(A∣B)=P(A∩B)P(B){P(A \mid B) = \dfrac{P(A \cap B)}{P(B)}}
"Xác suất cả AA và BB cùng xảy ra" P(A∩B)=P(B)⋅P(A∣B){P(A \cap B) = P(B)\cdot P(A \mid B)}
"Xác suất AA xảy ra" (khi AA phụ thuộc nhiều trường hợp) Xác suất toàn phần
"Biết AA đã xảy ra, xác suất do BB" Bayes

Dạng bài thường gặp trong đề thi

Dạng 1: Tính xác suất có điều kiện từ bảng hoặc bằng đếm (phần I)

Xem lời giải

Gọi AA: "học sinh tham gia câu lạc bộ", BB: "học sinh là nữ". Có n(B)=22n(B) = 22, n(A)=20n(A) = 20, n(A∩B)=12{n(A \cap B) = 12}.

P(A∣B)=n(A∩B)n(B)=1222=611;P(B∣A)=n(A∩B)n(A)=1220=35.\begin{aligned} P(A \mid B) &= \dfrac{n(A \cap B)}{n(B)} = \dfrac{12}{22} = \dfrac{6}{11}; \\ P(B \mid A) &= \dfrac{n(A \cap B)}{n(A)} = \dfrac{12}{20} = \dfrac{3}{5}. \end{aligned}

Hai kết quả khác nhau: "điều kiện" quyết định ta đếm trong nhóm nào.

Dạng 2: Công thức nhân — lấy lần lượt không hoàn lại

Xem lời giải

Gọi D1D_1, D2D_2 lần lượt là "viên thứ nhất đỏ", "viên thứ hai đỏ".

a) P(D1∩D2)=P(D1)⋅P(D2∣D1)=58⋅47=514P(D_1 \cap D_2) = P(D_1)\cdot P(D_2 \mid D_1) = \dfrac{5}{8}\cdot\dfrac{4}{7} = \dfrac{5}{14}.

b) Xác suất toàn phần theo màu viên thứ nhất:

P(D2)=58⋅47+38⋅57=20+1556=58.P(D_2) = \dfrac{5}{8}\cdot\dfrac{4}{7} + \dfrac{3}{8}\cdot\dfrac{5}{7} = \dfrac{20 + 15}{56} = \dfrac{5}{8}.

Kết quả bằng đúng xác suất viên thứ nhất đỏ — điều này hợp lí vì không biết viên thứ nhất thì hai lần lấy "bình đẳng" như nhau.

Dạng 3: Xác suất toàn phần và Bayes — câu đúng/sai (phần II)

Xem lời giải

Gọi BB: "sản phẩm do dây chuyền I sản xuất", LL: "sản phẩm bị lỗi". Có P(B)=0,6P(B) = 0{,}6, P(B‾)=0,4P(\overline{B}) = 0{,}4, P(L∣B)=0,03P(L \mid B) = 0{,}03, P(L∣B‾)=0,05P(L \mid \overline{B}) = 0{,}05.

0,6Dây chuyền I0,03Lỗi0,6 · 0,03 = 0,0180,97Không lỗi0,6 · 0,97 = 0,5820,4Dây chuyền II0,05Lỗi0,4 · 0,05 = 0,020,95Không lỗi0,4 · 0,95 = 0,38
Sơ đồ hình cây — nhân xác suất dọc mỗi nhánh; cộng hai nhánh kết thúc ở "Lỗi" được P(L)=0,018+0,02=0,038P(L) = 0{,}018 + 0{,}02 = 0{,}038.

a) Đúng. P(B‾)=1−0,6=0,4P(\overline{B}) = 1 - 0{,}6 = 0{,}4.

b) Đúng. P(L)=0,6⋅0,03+0,4⋅0,05=0,018+0,02=0,038P(L) = 0{,}6\cdot 0{,}03 + 0{,}4\cdot 0{,}05 = 0{,}018 + 0{,}02 = 0{,}038.

c) Sai. P(B∩L)=P(B)⋅P(L∣B)=0,6⋅0,03=0,018P(B \cap L) = P(B)\cdot P(L \mid B) = 0{,}6\cdot 0{,}03 = 0{,}018; số 0,030{,}03 là xác suất có điều kiện P(L∣B)P(L \mid B).

d) Đúng. P(B‾∣L)=0,020,038=1019≈0,526>0,5P(\overline{B} \mid L) = \dfrac{0{,}02}{0{,}038} = \dfrac{10}{19} \approx 0{,}526 > 0{,}5. Dù dây chuyền II làm ra ít sản phẩm hơn, tỉ lệ lỗi cao hơn khiến nó là "nghi phạm" chính.

Dạng 4: Bayes trong tình huống thực tế (phần III)

Xem lời giải

Gọi MM: "ngày có mưa", DD: "ứng dụng dự báo có mưa". P(M)=0,3P(M) = 0{,}3, P(D∣M)=0,9P(D \mid M) = 0{,}9, P(D∣M‾)=0,2{P(D \mid \overline{M}) = 0{,}2}.

Xác suất toàn phần: P(D)=0,3⋅0,9+0,7⋅0,2=0,27+0,14=0,41P(D) = 0{,}3\cdot 0{,}9 + 0{,}7\cdot 0{,}2 = 0{,}27 + 0{,}14 = 0{,}41.

Bayes: P(M∣D)=0,270,41=2741≈0,66P(M \mid D) = \dfrac{0{,}27}{0{,}41} = \dfrac{27}{41} \approx 0{,}66.

Lỗi thường gặp

Mẹo làm bài

Tự kiểm tra nhanh

  1. Cho P(A)=0,5P(A) = 0{,}5, P(B)=0,4P(B) = 0{,}4, P(A∩B)=0,2P(A \cap B) = 0{,}2. Tính P(A∣B)P(A \mid B). Hai biến cố AA, BB có độc lập không?
Xem đáp án

P(A∣B)=0,20,4=0,5=P(A)P(A \mid B) = \dfrac{0{,}2}{0{,}4} = 0{,}5 = P(A), nên AA và BB độc lập (kiểm tra lại: P(A)⋅P(B)=0,2=P(A∩B)P(A)\cdot P(B) = 0{,}2 = P(A \cap B)).

  1. Cho P(B)=0,3P(B) = 0{,}3 và P(A∣B)=0,6P(A \mid B) = 0{,}6. Tính P(A∩B)P(A \cap B).
Xem đáp án

P(A∩B)=0,3⋅0,6=0,18P(A \cap B) = 0{,}3\cdot 0{,}6 = 0{,}18.

  1. Gieo hai con xúc xắc cân đối. Biết tổng số chấm bằng 88, tính xác suất có ít nhất một con xuất hiện mặt 6 chấm.
Xem đáp án

Các kết quả có tổng 88: (2;6)(2; 6), (3;5)(3; 5), (4;4)(4; 4), (5;3)(5; 3), (6;2)(6; 2) — gồm 55 kết quả, trong đó 22 kết quả có mặt 6. Xác suất 25\dfrac{2}{5}.

  1. Cho P(B)=0,2P(B) = 0{,}2, P(A∣B)=0,5P(A \mid B) = 0{,}5, P(A∣B‾)=0,1P(A \mid \overline{B}) = 0{,}1. Tính P(A)P(A) và P(B∣A)P(B \mid A).
Xem đáp án

P(A)=0,2⋅0,5+0,8⋅0,1=0,18P(A) = 0{,}2\cdot 0{,}5 + 0{,}8\cdot 0{,}1 = 0{,}18; P(B∣A)=0,10,18=59P(B \mid A) = \dfrac{0{,}1}{0{,}18} = \dfrac{5}{9}.

Kiểm tra lại kiến thức vừa ôn

Làm 10 câu luyện tập về xác suất có điều kiện và xem lời giải ngay sau mỗi câu.

Luyện tập ngay

Đề có câu hỏi về chủ đề này