題目性質:自編仿真題——題目、材料、選項、數據與情境均為按課程標準與聯招常見考點獨立編寫的原創仿真題,非真題原文,未取自任何題庫、教輔或試卷;解析與採分點為教研整理,非官方評分標準。
一、考點定位與做題順序
做概率題先寫一句「我是在哪個範圍裡取比值」。P(A) 在全體裡取;P(A|B) 在「B 已發生」這個縮小後的範圍裡取;而「已知結果反推來源」用的是 P(B|A)·P(A)/P(B),分母是全概率,不是先驗概率。範圍一寫清,公式就不用背了。
再分兩個模型:有放回/獨立重複用二項分佈 B(n,p),E(X)=np、Var(X)=np(1−p);不放回、從有限總體裡抽用超幾何,分母是 C(N,n),不能按二項硬套。下面合格率、批量與抽檢數均為自編示意取值,與任何真實生產數據無關。
二、逐題精講
題1
題1 全概率與反向歸因(兩解互驗)
自編示意:某批零件來自兩條產線,A 線佔 60%、次品率 2%,B 線佔 40%、次品率 5%;兩線混合均勻後任取一件。
(1) 求取到次品的概率;(2) 已知取到的是次品,求它來自 A 線的概率;(3) 用「設 1000 件」的整數計數法重做 (1)(2),驗證結果。
解析
(1) 全概率: P(D) = P(A)P(D|A) + P(B)P(D|B) = 0.60×0.02 + 0.40×0.05 = 0.012 + 0.020 = 0.032(3.2%)。(2) 反向歸因: P(A|D) = P(A∩D)/P(D) = 0.012 / 0.032 = 0.375(37.5%)。注意不是 0.60:雖然 A 線佔六成,但其次品率低,故在「次品」這個縮小後的範圍裡 A 的份額被壓到 37.5%;B 線佔 0.020/0.032 = 0.625 ✓ 兩者和為 1,可作自檢。
(3) 整數計數互驗: 設共 1000 件 → A 線 600 件,次品 600×0.02 = 12 件;B 線 400 件,次品 400×0.05 = 20 件;合計次品 32 件。
P(D) = 32/1000 = 0.032 ✓;P(A|D) = 12/32 = 0.375 ✓。兩路完全一致。
關口提醒: 分母 32 是「次品全體」,不是 1000、也不是 600;把「已知是次品」讀成「已知來自 A 線」就正好把條件與結論調反了。
答案 (1) P(D)=0.032;(2) P(A|D)=0.012/0.032=0.375(B 為 0.625,和為 1 自檢);(3) 1000 件法:32 件次品中 A 線 12 件 → 12/32=0.375 ✓。
採分點 全概率兩項各 1 分、結果 1 分;貝葉斯分子分母各 1 分、結果 1 分;整數法兩路數值各 1 分;「和為 1」自檢 1 分;說明分母是次品全體 1 分。
易錯點 把 P(A|D) 直接寫成 0.60;把分母寫成 P(A)=0.60 或 1;全概率漏乘產線佔比,直接把 2% 與 5% 相加;整數法裡把 600×0.02 算成 120;兩線後驗概率相加不為 1 卻未察覺。
題2
題2 二項分佈與超幾何(兩解互驗)
(1) 自編示意:某工序產品合格率 0.90,獨立抽取 5 件(有放回/可視為獨立)。設 X 為合格件數,求 P(X=4)、P(X≥4)、E(X) 與 Var(X)。
(2) 另有一盒 8 件,其中 3 件次品、5 件合格,不放回任取 3 件,求恰有 1 件次品的概率;並說明為什麼不能用二項分佈 B(3, 3/8) 計算。
解析
(1) X ~ B(5, 0.90):P(X=4) = C(5,4)·0.9⁴·0.1 = 5 × 0.6561 × 0.1 = 0.32805;
P(X=5) = 0.9⁵ = 0.59049;P(X≥4) = 0.32805 + 0.59049 = 0.91854;
E(X) = np = 5×0.90 = 4.5;Var(X) = np(1−p) = 5×0.90×0.10 = 0.45(σ = √0.45 ≈ 0.6708)。
互驗: 用補集 P(X≥4) = 1 − P(X≤3);也可逐項展開 Σ_{k=0}^{5} C(5,k)0.9^k 0.1^{5−k} = (0.9+0.1)⁵ = 1 ✓ 全概率歸一。另 P(X=0)+…+P(X=5) 逐項相加為 1,期望亦可由 Σk·P(X=k) 回代得 4.5 ✓。
(2) 超幾何: 從 8 件取 3 件共 C(8,3) = 56 種;恰 1 件次品需從 3 件次品取 1、從 5 件合格取 2:
P = C(3,1)·C(5,2) / C(8,3) = 3 × 10 / 56 = 30/56 = 15/28 ≈ 0.5357。
互驗(按次品數分解): P(0) = C(3,0)C(5,3)/56 = 10/56;P(1)=30/56;P(2)=C(3,2)C(5,1)/56 = 15/56;P(3)=C(3,3)C(5,0)/56 = 1/56;合計 (10+30+15+1)/56 = 56/56 = 1 ✓。
為何不能用 B(3, 3/8): 二項分佈要求各次試驗獨立且 p 恆定;不放回抽取時,第一次結果會改變盒中次品比例(若首件為次品,剩餘 7 件中次品僅 2 件,p 由 3/8 變為 2/7),各次不獨立、p 不恆定。硬套會得 C(3,1)(3/8)(5/8)² ≈ 0.4395,與 15/28 明顯不等,正好可作反證。總體小、抽取比例大時二者差別不可忽略。
答案 (1) P(X=4)=0.32805,P(X≥4)=0.91854,E(X)=4.5,Var(X)=0.45;(2) P=15/28≈0.5357;不放回使各次不獨立、p 變動,不能用二項分佈(硬套約 0.4395,可反證)。
採分點 (1) 四項各 1 分,歸一互驗 1 分;(2) 分子分母與結果各 1 分,按次品數分解歸一 1 分;「不獨立/p 不恆定」說明 2 分;硬套數值反證 1 分。
易錯點 把 P(X≥4) 只寫成 P(X=4);Var 寫成 np 或 np²;把超幾何分母寫成 8³ 或 C(8,1)C(7,1)C(6,1)(有序抽取卻用無序分子);不放回仍套二項;把「恰 1 件次品」寫成 C(3,1)C(5,2)/C(8,3) 後忘記 C(5,2)=10。
三、規律小結與對照表
| 模型 | 自編題給 | 關係式 | 樣本空間 |
|---|---|---|---|
| 全概率 | A 60%/2%,B 40%/5% | 0.6·0.02+0.4·0.05=0.032 | 全部 1000 件 |
| 反向歸因 | 已知是次品求來自 A | 0.012/0.032=0.375 | 全體次品 32 件 |
| 二項分佈 | B(5,0.90) | C(5,4)0.9⁴0.1=0.32805 | 5 次獨立重複 |
| 期望與方差 | np / np(1−p) | 4.5 / 0.45 | 歸一 ΣP=1 自檢 |
| 超幾何 | 8 件取 3,恰 1 次品 | C(3,1)C(5,2)/C(8,3)=15/28 | 56 個無序組合 |
| 不適用二項 | 不放回 | p 由 3/8→2/7 | 各次不獨立 |
| 歸一自檢 | P(0)+…+P(3) | 56/56=1 | 防止漏項 |
概率題收尾固定兩問:「分母是哪個範圍?」與「各次獨立嗎?」。前者分清先驗、條件與後驗,後者分清二項與超幾何;再用「歸一」(所有互斥情形相加為 1)和「設整數件數」兩路互驗,算錯幾乎都能當場抓出來。本文合格率、批量與抽檢數均為自編示意取值,不代表任何真實生產數據。
四、自測清單
- □ 動筆先寫「在哪個範圍裡取比值」,分母隨條件變化;
- □ 全概率按來源加權,別把兩個次品率直接相加;
- □ 後驗概率用 P(來源∩次品)/P(次品),並與另一來源相加驗和為 1;
- □ 二項分佈只在獨立且 p 恆定時用,E=np、Var=np(1−p);
- □ 不放回優先超幾何,分子分母都用組合數、口徑一致;
- □ 用歸一自檢與「設 1000 件」整數法各驗一遍。