概率论可视化实验室

条件概率、独立性与全概率的交互式探索

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📊 概率数据

条件概率公式:
P(A|B) = =
当事件B发生时,A发生的概率是交集在B中的比例
全概率公式:
P(A) = + =
事件A的总概率是通过所有可能路径的概率加权和

📌 观察: 调整滑块改变P(A)、P(B)和P(A∩B)。当独立事件开启时,P(A∩B)会自动计算为P(A)×P(B)。 蓝色圆圈代表B,红色圆圈代表A,紫色重叠区域代表A∩B。条件概率P(A|B)就是紫色区域占蓝色圆圈的比重。

📌 观察: 这是一个概率决策树。B₁和B₂是互斥且完备的事件(原因),A是结果。 每条路径的概率是条件概率与先验概率的乘积。P(A)是所有能到达A的路径概率之和。

📖 全概率公式推导过程

步骤 1:理解前提条件

设事件组 B₁, B₂, ..., Bₙ 是样本空间 Ω 的一个划分(即 Bᵢ 互不相容且 ∪Bᵢ = Ω)

对于任意事件 A,我们有:

步骤 2:分解事件 A

A = A ∩ Ω = A ∩ (∪Bᵢ) = ∪(A ∩ Bᵢ)

由于 Bᵢ 互不相容,则 A ∩ Bᵢ 也互不相容

步骤 3:应用概率的可列可加性

P(A) = P(∪(A ∩ Bᵢ)) = ∑P(A ∩ Bᵢ)

步骤 4:应用乘法公式

对每一项使用乘法公式:P(A ∩ Bᵢ) = P(A|Bᵢ)P(Bᵢ)

最终公式:

P(A) = ∑ P(A|Bᵢ)P(Bᵢ)

其中 i = 1, 2, ..., n

🔄 动画演示控制

步骤:/5