在高中概率論中,獨立事件、對立事件、互斥事件是一些最基本的事件,很好地掌握它們能夠為我們進一步學習概率相關知識做很好的鋪墊.為避免在以后的學習中產生混淆,下文就對相互獨立事件、互斥事件、對立事件關系進行詳細概述.
一、隨機事件的相互獨立
1.兩個事件的相互獨立:對任意的兩個事件A,B,若P(AB)=P(A)P(B),則事件A與B相互獨立.
2.n個事件的相互獨立:一般地,對于事件A,A,…,A,若有
P(AA)=P(A)P(A)
P(AAA)=P(A)P(A)P(A)
P(AA…A)=P(A)P(A)…P(A)
其中1≤i<j<k<…≤n,則稱A,A,…,A相互獨立.
3.兩兩獨立但不相互獨立.
例⒈設樣本空間{ω,ω,ω,ω}含有等可能的四個基本事件,又A={ω,ω},B={ω,ω},C={ω,ω},顯然有P(A)=P(B)=P(C)=,并且P(AB)=P(A)×P(B),P(BC)=P(B)×P(C),P(CA)=P(A)×P(C)但ABC={1},所以P(ABC)=≠P(A)×P(B)×P(C).
二、互斥事件
1.兩個事件的互斥:如果A與B不能同時發生,也就是說AB是一個不可能事件,即AB=?準,則P(A∪B)=P(A)+P(B).
2.n個事件互斥:事件A,A,…,A互不相容是指它們中任意兩個事件都互斥,即:AA=?準,i≠j,i、j=1,2,…,n,
則P(A+A+…+A)=P(A)+P(A)+…+P(A).
三、對立事件
1.兩個事件的對立:設A是一個事件,令=Ω-A,稱是A的對立事件.
2.對立不適用于多個事件.
四、互斥事件與對立事件的區別
1.互斥的概念適用于兩個或多個事件,對立的概念適用于兩個事件.
2.從集合角度看,事件A,B互斥,就是它們相應集合的交集是空集,A不包含B,B也不包含A,空集與任何集合都不互斥;幾個事件彼此互斥,是指由各個事件所含的結果組成的集合是彼此交集是空集,事件A,B對立,就是事件A包含的結果的集合是其對立B包含的結果的補集.
3.兩個事件互斥只表明這兩個事件不能同時發生,即至多只能發生其中一個,但可以都不發生;而兩事件對立則表示它們有且僅有一個發生.
4.兩事件對立是兩事件互斥的充分必要條件,兩事件對立,必定互斥,但互斥未必對立.
例:擲一顆骰子,其樣本空間為Ω={1,2,3,4,5,6},若令A為出現1點之事件:A={1},B為出現5點之事件:B={5},這兩個事件A與B是互斥事件,但卻不是對立的,因為{1}+{2}≠Ω,相應事件C={2,3,4,5,6}是事件A的對立事件,A+C={1}+{2,3,4,5,6}=Ω,AC=?準.
五、相互獨立事件與互斥事件的區別
1.互斥是在同一事件下,相互獨立是在不同事件下.
2.單純在概率的基礎上,只要P(AB)=P(A)P(B),就是獨立.互斥指兩個事件不可能同時發生,即:AB=?準,則P(A∪B)=P(A)+P(B).
3.在使用加法公式P(A∪B)=P(A)+P(B)-P(AB)時,若A,B互斥,P(A∪B)=P(A)+P(B);若A,B相互獨立,P(A∪B)=P(A)+P(B)-P(A)P(B).
4.一般情況下,相互獨立與互斥不能同時存在,若A,B中有一個概率為零,則A與B相互獨立和互斥可同時存在.
5.互斥未必相互獨立.
例:52張撲克牌平均分給甲、乙、丙、丁四個人,A表示甲得3張K,B表示乙得2張K;則A與B互斥但不相互獨立.
解:當P(A)>0,P(B)>0時,若A,B互斥,則A∩B=?準,從而P(AB)=0,但P(A)P(B)>0,因而等式P(AB)=P(A)P(B)不成立,即互斥未必相互獨立.
6.相互獨立未必互斥.
例:盒子里裝有m只白球,k只黑球,做有放回的摸球試驗,A表示“第一次摸到黑球”,B表示“第二次摸到白球”;則A和B是相互獨立但不是互斥的.
解:若A,B獨立,則P(AB)=P(A)P(B)>0,從而A,B不互斥(否則,P(AB)=0,導致矛盾).
7.兩事件A,B相互獨立是指事件A出現的概率與事件B是否出現沒有關系,并不是說A,B間沒有關系.相反若A,B獨立,則常有AB≠?準,即A與B不互斥.A,B互斥是指A的出現必導致B的不出現,并沒有說出現A的概率與B是否出現有關系.
例:甲投籃命中率為0.8,乙投籃命中率為0.7,每人投3次,兩人恰好都命中2次的概率是多少?
有同學這樣解答:設“甲恰好投中兩次”為事件A,“乙恰好投中兩次”為事件B,則兩人都恰好投中兩次為事件A+B,
P(A+B)=P(A)+P(B)=C0.8×0.2+C0.7×0.3=0.825.
錯誤的原因:把相互獨立同時發生的事件當成互斥事件來考慮,將兩人都恰好投中2次理解為“甲恰好投中兩次”與“乙恰好投中兩次”的和.
正確的解答:本題為“相互獨立事件同時發生的概率”,設“甲恰好投中兩次”為事件A,“乙恰好投中兩次”為事件B,且A,B相互獨立,則兩人都恰好投中兩次為事件AB,于是
P(AB)=P(A)P(B)=C0.8×0.2×C0.7×0.3≈0.169.
事件A(或B)是否發生對事件B(或A)發生的概率沒有影響,則A、B叫做相互獨立事件,它們同時發生的事件為AB.用概率的乘法公式P(AB)=P(A)P(B)計算.
注:“本文中所涉及到的圖表、公式、注解等請以PDF格式閱讀”