Умблик
Справочник вероятности
Правила вероятности
Вероятность и статистика · Правила вероятности

Условная вероятность

Пересчитываем вероятность после получения информации и различаем условность и независимость.

9 минут на чтениеЗаданий для самопроверки: 3

Чему научимся

Понятие описывает выбор без возвращения, медицинские тесты и любую ситуацию, где новая информация меняет круг возможного. Оно также даёт точный критерий независимости.

Главная идея. Условная вероятность P(A | B) пересчитывает шанс A после того, как стало известно B. Пространство возможных исходов сужается до B, а общая часть A ∩ B рассматривается как доля внутри нового пространства.

План рассуждения и проверка понимания
  1. Назовите событие-вопрос A и уже известное условие B; порядок по разные стороны вертикальной черты имеет значение.
  2. Проверьте P(B) > 0 и найдите пересечение A ∩ B, то есть исходы, удовлетворяющие обоим условиям.
  3. Разделите P(A ∩ B) на P(B), тем самым нормируя общую часть внутри условия B.
  4. Сравните P(A | B) с P(A): их равенство при положительном P(B) означает, что информация B не изменила шанс A.

Частая ошибка. Переставить события и считать P(A | B) равной P(B | A), хотя разные условия задают разные знаменатели и новые пространства сравнения.

Как проверить себя. Подпишите знаменатель словами: P(A | B) делится на вероятность известного B; в группе 4/12 и 4/8 отвечают на два разных вопроса.

Схема к теме

Наглядная модель: Условная вероятность

Пересчитываем вероятность после получения информации и различаем условность и независимость.

Наглядная модель: Условная вероятностьПересчитываем вероятность после получения информации и различаем условность и независимость.условнаявероятностьусловиепересечениенезависимостьбез возвращенияУсловнаявероятность
  • Условная вероятность → условная вероятность
  • Условная вероятность → условие
  • Условная вероятность → пересечение
  • Условная вероятность → независимость
  • Условная вероятность → без возвращения
Схема связывает понятие «Условная вероятность» с его ключевыми признаками. Вывод: Свяжите определение, условия и обозначения: тогда формула станет краткой записью уже понятной идеи.
Проверка пониманияОбъясните тему своими словами

На примере группы, где 12 человек изучают английский, 8 немецкий и 4 оба языка, сравните две обратные условные вероятности.

В хорошем объяснении есть:

  • Среди изучающих английский доля немецкого равна 4/12 = 1/3.
  • Среди изучающих немецкий доля английского равна 4/8 = 1/2, поэтому условность несимметрична.

Информация меняет круг возможного

Бросили честный кубик и сообщили, что выпало чётное число. Теперь возможны только 22, 44, 66. Вероятность шестёрки при этом условии равна 1/31/3, хотя до сообщения она была 1/61/6.

Запись P(A∣B)P(A\mid B) читают «вероятность события AA при условии BB». Вертикальная черта не означает деление: она отделяет вопрос от уже известной информации. В конечной равновозможной модели мы оставляем исходы из BB и среди них считаем исходы из AA.

Общая формула

Сначала выделим A∩BA\cap B — исходы, при которых происходят оба события. Деление P(A∩B)/P(B)P(A\cap B)/P(B) пересчитывает их долю внутри условия BB. Требование P(B)>0P(B)>0 обязательно. При нулевой вероятности условия эта элементарная формула не определяет условную вероятность.

Например, если P(B)=0,4P(B)=0{,}4 и P(A∩B)=0,1P(A\cap B)=0{,}1, то P(A∣B)=0,25P(A\mid B)=0{,}25. Вероятность пересечения не может превышать вероятность условия; иначе исходные данные противоречивы.

Условность не симметрична

P(A∣B)P(A\mid B) и P(B∣A)P(B\mid A) обычно разные. В группе 3030 человек: 1212 изучают английский, 88 — немецкий, 44 — оба языка. При равномерном выборе человека вероятность немецкого среди изучающих английский 4/12=1/34/12=1/3. Вероятность английского среди изучающих немецкий 4/8=1/24/8=1/2.

События независимы, если P(A∩B)=P(A)P(B)P(A\cap B)=P(A)P(B). При P(B)>0P(B)>0 это означает P(A∣B)=P(A)P(A\mid B)=P(A): информация о BB не меняет вероятность AA. Несовместимость и независимость не одно и то же: два несовместимых события положительной вероятности зависимы.

Три примера

  1. На честном кубике известно, что число больше трёх. Условие даёт {4,5,6}\{4,5,6\}, чётные среди них {4,6}\{4,6\}. Вероятность 2/32/3.
  2. В мешке 33 красных и 22 синих шара. Первый оказался красным и не возвращён. Для второго остаются 22 красных из 44, условная вероятность красного 1/21/2. Вероятность двух красных подряд (3/5)(2/4)=3/10(3/5)(2/4)=3/10.
  3. У двух независимых бросков честной монеты вероятность орла во втором при решке в первом остаётся 1/21/2. Условие ничего не изменило благодаря допущению независимости.

При извлечении с возвращением состав мешка восстанавливается. При независимом равномерном новом выборе вероятность второго красного снова была бы 3/53/5.

Формула, смысл и ограничения

Главные формулы с расшифровкой

P(A∣B)=P(A∩B)P(B),P(B)>0P(A\mid B)=\frac{P(A\cap B)}{P(B)},\qquad P(B)>0

Формула словами: Условная вероятность A при известном событии B.

P(A∩B)=P(B)P(A∣B)P(A\cap B)=P(B)P(A\mid B)

Формула словами: Вероятность двух событий вместе через вероятность условия и условную вероятность.

От формулы к наблюдению

Попробуйте самостоятельно

Измените параметры и сопоставьте расчёт с результатами случайного эксперимента.

От простого к сложному

Проверьте себя

Сначала запишите решение самостоятельно. Затем можно открыть намёк, сравнить каждый переход с пошаговым разбором и только после этого посмотреть ответ. Прогресс сохраняется в этом браузере.

Открываем задание…

Открываем задание…

Открываем задание…

Источники и соглашения

Объяснения и задачи — авторские. Источники помогают проверить определения, условия и школьную привязку. Обозначения и параметризация указаны в статье.