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3.6 条件概率的链式法则

条件概率的链式法则是指,对于任意给定的事件序列A 1 ,A 2 ,……A n 和任意一个正整数k≤n,有以下等式成立:

P(A 1 ∩A 2 ∩...∩A k )=P(A 1 )×P(A 2 | A 1 )×P(A 3 | A 1 ∩A 2 )×...×P(A k | A 1 ∩A 2 ∩...∩A k-1

其中,“∩”表示交集,“|”表示条件概率。

简单来说,链式法则说明了在一系列事件中,每个事件的发生都依赖于前面事件的发生或者不发生。通过这个公式,我们可以计算出所有事件同时发生的概率,也就是这些事件按顺序依次发生的总概率。

条件概率的链式法则可以用一个抽奖的例子来解释。假设有三个人,小明、小红和小李,他们分别购买了彩票。现在我们要求出三个人都中奖的概率,即事件A 1 、A 2 、A 3 按照顺序全部发生的概率,就像图3-7所示的这样。

图3-7 可以基于条件概率的链式法则,计算3个人都中奖的概率

首先,我们可以求出小明中奖的概率 P(A 1 ),假设为 0.01,即小明中奖的概率为1%。

其次,我们需要求出小红在已知小明中奖的情况下中奖的概率P(A 2 | A 1 ),也就是在小明中奖的前提下,小红中奖的概率。假设小红中奖的概率为0.02,而且这个概率是在小明中奖的情况下计算的,即前提条件是小明中奖。

最后,我们需要求出小李在已知小明和小红中奖的情况下中奖的概率P(A 3 | A1∩A 2 ),也就是在小明和小红中奖的前提下,小李中奖的概率。假设小李中奖的概率为0.03,而且同样是在小明和小红中奖的情况下计算的。

根据条件概率的链式法则,我们可以将三个事件的概率相乘,得到他们同时发生的概率:

也就是说,小明、小红、小李都中奖的概率非常小,只有0.0006%。这个例子展示了条件概率的链式法则在现实生活中的应用,它告诉我们,在多个事件之间进行计算时,需要考虑前面事件的影响。

原理输出3.7

为了帮助大家更好地理解条件概率的链式法则,请大家按照前言中的方法录制一个长度约为2分钟的短视频,介绍什么是条件概率的链式法则。

小贴士

可以参考的ChatGPT提示词如下。

“条件概率的链式法则是什么?”

“请用通俗易懂的语言,结合生活中的例子,介绍什么是条件概率的链式法则。”

实操练习3.7

为了让大家可以用代码的形式学习条件概率的链式法则,接下来大家可以让ChatGPT生成示例代码,并在Colab新建一个Notebook文件运行这些代码。

小贴士

要让ChatGPT生成代码,可以参考的提示词如下。

“请给出使用Python计算条件概率的链式法则的示例代码,需要可视化。” 5zwlzM7IxiioU490XRi64HCP9c+VW8mZEQrg3tShxO2uARPUEBMhJ1Ph0sw5rqLz

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