4.1 / 4.2 / 4.4 機率與機率函數

先找分母,再看條件有沒有縮小範圍

機率題常常不是算不出來,是一開始把「全部是誰」抓錯。先圈樣本空間,再看題目有沒有加條件;如果給的是 P(X) 表,就改算期望值和變異數。

考前主線 4.1 抓樣本空間,4.2 換條件分母,4.4 用機率函數算 E(X) 和 Var(X)。
  • 基本機率:有利結果數 ÷ 全部可能結果數。
  • 條件機率:已知 B 後,分母改成 B。
  • 機率函數:P(X) 加總要等於 1,再算特徵值。

不確定也可以算,但每一題的分母不一定相同

丟骰子、投籃、抽樣,每次結果都不一定一樣。可是只要知道全部可能、已知條件、還有每個 X 值的機率,就能把題目拆成可算的幾步。

先分清楚題目到底圈了哪一塊

樣本空間所有可能結果。丟骰子就是 1, 2, 3, 4, 5, 6。
事件我們關心的結果集合。偶數就是 2, 4, 6。
補事件A 沒有發生。命中率 0.3,沒命中率就是 0.7。
條件機率已知 B 發生後,A 發生的機率。分母會從全部縮小成 B。
獨立事件前一次結果不影響下一次結果,例如理想化的連續投籃。
機率函數列出每個 X 值和對應的 P(X),例如成功次數 0、1、2 各自的機率。
特徵值期望值、變異數、標準差,幫你用幾個數字描述這個機率函數。

考前先把這三個起手式放熟

P(A) = 有利結果數 ÷ 所有可能結果數P(A) 念成「事件 A 發生的機率」。
P(A 的補事件) = 1 − P(A)補事件就是 A 沒有發生,不用再重新猜一次。
P(A|B) = P(A 且 B) ÷ P(B)已知 B 後,分母改成 B。
P(A 且 B) = P(A) × P(B)這裡只用在 A 和 B 互相獨立的情況。
E(X) = ΣxP(x)期望值是照機率加權後的長期平均。
Var(X) = E(X²) − [E(X)]²變異數描述結果通常離期望值多遠。
符號/概念怎麼唸做什麼用為什麼用它
P(A)唸「P,A」事件 A 發生的機率。P 是機率(probability)的縮寫;括號裡放你關心的那個事件。
÷唸「除」有利結果數 ÷ 所有可能結果數。機率就是「中意的占全部的比例」,所以是相除。
1 − P(A)唸「1 減 P A」A 沒有發生的機率,也就是補事件。所有可能的機率加起來是 1,所以「沒發生」=1 減「發生」,比一個個重算快。
P(A|B)唸「B 條件下 A 的機率」已知 B 發生後,A 發生的機率。題目說「已知」「在某群人中」時,分母不再是全部,而是條件 B。
P(A 且 B)唸「P,A 且 B」A 和 B 同時發生的機率。「且」代表兩件事都要成立。
×唸「乘」把兩個機率相乘。只有在 A、B 互相獨立(誰先誰後都不影響對方)時,同時發生才能直接相乘。
P(X=x)唸「X 等於 x 的機率」機率函數裡每個 X 值對應的機率。4.4 會用這張表來算期望值、變異數和標準差。
E(X)唸「X 的期望值」長期平均會落在哪裡。不是直接平均 X 值,而是每個 X 乘上自己的機率後加總。
Var(X)唸「X 的變異數」結果圍繞期望值的分散程度。常用 E(X²) − [E(X)]² 來算,考卷上比較快。

先判斷題目是在問哪一種分母

  1. 列出全部可能結果。
  2. 圈出題目要的結果。
  3. 用「圈到幾個 ÷ 全部幾個」算機率。
  4. 如果問沒有發生,就用 1 減掉原本機率。
  5. 如果題目說「已知 B」,分母改成 B 裡面的結果。
  6. 如果問獨立事件都發生,先確認能不能用 P(A)×P(B)。
  7. 如果給的是 P(X) 表,就檢查機率加總,再算 E(X) 和 Var(X)。

看到「已知」,分母就被縮小了

全班 40 人,修統計 12 人,其中 9 人通過。題目問「已知他修統計,通過的機率」時,分母不是 40,而是修統計的 12 人,所以答案是 9/12。

P(通過 | 修統計) = P(通過且修統計) ÷ P(修統計) = (9/40) ÷ (12/40) = 9/12 = 0.75。

獨立事件的判斷也很直:知道 B 發生後,A 的機率如果沒有改變,就可以視為獨立。等價寫法是 P(A 且 B) = P(A)P(B)。

給你一張 P(X) 表時,不是把 X 直接平均

機率函數要先過兩個基本檢查:每個 P(X) 都在 0 到 1 之間,而且全部加起來等於 1。接著才用每個結果自己的機率去加權。

XP(X)X × P(X)X² × P(X)
00.200
10.50.50.5
20.30.61.2

E(X)=1.1,E(X²)=1.7,Var(X)=1.7−1.1²=0.49,標準差=√0.49=0.7。

丟骰子出現偶數

偶數是 2、4、6,共 3 個結果。全部可能結果是 6 個,所以 P(偶數) = 3/6 = 0.5 = 50%。

右側會把被算進去的結果標出來

先看哪些點數被圈到,再看補事件、獨立事件和固定順序機率。這些會接到二項分配。

練分母、條件和機率函數怎麼判斷

4.1、4.2、4.4 常見問法

看到兩件事,不要反射性相加

問「A 或 B」才可能用加法;問「A 且 B」通常是在乘。這裡只處理考試需要的基本用法,不往聯合機率和邊際機率展開。

機率題先看關係,再選公式

補事件用 1 減掉原機率,獨立事件同時發生用乘法。固定順序機率是二項分配的前一半。