| 4.1.1 条件概率 题目答案及解析

稿件来源:高途

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选择性必修二

第四章 概率与统计

4.1 条件概率与事件的独立性

4.1.1 条件概率

一医疗团队为研究某地的一种地方性疾病与当地居民的卫生习惯(卫生习惯分为良好和不够良好两类)的关系,在已患该疾病的病例中随机调查了$100$例(称为病例组$)$,同时在未患该疾病的人群中随机调查了$100$人(称为对照组),得到如表数据:

不够良好良好
病例组$40$$60$
对照组$10$$90$

$(1)$能否有$99\%$的把握认为患该疾病群体与未患该疾病群体的卫生习惯有差异?
$($附:$\chi ^{2}=\dfrac{n(ad-bc)^{2}}{(a+b)(c+d)(a+c)(b+d)}$$P(K^{2}\geqslant 3.841)=0.050$$P(K^{2}\geqslant 6.635)=0.010)$
$(2)$从该地的人群中任选一人,$A$表示事件“选到的人卫生习惯不够良好”,$B$表示事件“选到的人患有该疾病”$\dfrac{P(B|A)}{P(\overline{B}|A)}$$\dfrac{P(B|\overline{A})}{P(\overline{B}|\overline{A})}$的比值是卫生习惯不够良好对患该疾病风险程度的一项度量指标,记该指标为$R$.
①证明:$R=\dfrac{P(A|B)}{P(\overline{A}|B)}\cdot \dfrac{P(\overline{A}|\overline{B})}{P(A|\overline{B})}$
②利用该调查数据,给出$P\left(A|B\right)$$P(A|\overline{B})$的估计值,并利用①的结果给出$R$的估计值.

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(1)有$99\\\\%$的把握认为患该疾病群体与未患该疾病群体的卫生习惯有差异;

(2)证明见解析,$R=\\dfrac{P(A|B)}{P(\\overline{A}|B)}\\cdot \\dfrac{P(\\overline{A}|\\overline{B})}{P(A|\\overline{B})}=\\dfrac{\\dfrac{2}{5}}{\\dfrac{3}{5}}\\times \\dfrac{\\dfrac{9}{10}}{\\dfrac{1}{10}}=6$$.$

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$(1)$零假设$H_{0}$:患该疾病群体与未患该疾病群体的卫生习惯无差异,
易知$\chi ^2=\dfrac{200(40×90-10×60)^2}{100×100×50×150}=24$,因为$24 \gt 6.635$
根据小概率值$\alpha =0.01$的独立性检验,我们有充分证据推出$H_{0}$不成立,
则有$99\%$的把握认为患该疾病群体与未患该疾病群体的卫生习惯有差异;
$(2)$①证明:因为$R=\dfrac{P(B|A)}{P(\overline{B}|A)}\cdot \dfrac{P(\overline{B}|\overline{A})}{P(B|\overline{A})}=\dfrac{\dfrac{P(AB)}{P(A)}}{\dfrac{P(A\overline{B})}{P(A)}}\cdot \dfrac{\dfrac{P(\overline{A}\overline{B})}{P(\overline{A})}}{\dfrac{P(\overline{A}B)}{P(\overline{A})}}=\dfrac{P(AB)\cdot P(\overline{A}\overline{B})}{P(A\overline{B})\cdot P(\overline{A}B)}=\dfrac{\dfrac{P(AB)}{P(B)}}{\dfrac{P(\overline{A}B)}{P(B)}}\cdot \dfrac{\dfrac{P(\overline{A}\overline{B})}{P(\overline{B})}}{\dfrac{P(A\overline{B})}{P(\overline{B})}}=\dfrac{P(A|B)}{P(\overline{A}|B)}\cdot \dfrac{P(\overline{A}|\overline{B})}{P(A|\overline{B})}$

②因为$P(A|B)=\dfrac{40}{100}=\dfrac{2}{5}$$P(A|\overline{B})=\dfrac{10}{100}=\dfrac{1}{10}$
此时$P(\overline{A}|B)=1-P(A|B)=\dfrac{3}{5}$$P(\overline{A}|\overline{B})=1-P(A|\overline{B})=\dfrac{9}{10}$
所以$R=\dfrac{P(A|B)}{P(\overline{A}|B)}\cdot \dfrac{P(\overline{A}|\overline{B})}{P(A|\overline{B})}=\dfrac{\dfrac{2}{5}}{\dfrac{3}{5}}×\dfrac{\dfrac{9}{10}}{\dfrac{1}{10}}=6$.

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