第一层——随机事件概率

相关概念

随机试验:可以理解为“为了得知到底是哪种结果而做某事”,而非单纯的“做某事”。

样本空间:某随机试验的所有可能结果组成的集合称为该随机试验的样本空间。

样本点:样本空间中的元素。

随机事件:样本空间的子集(上一节讲的“样本点”是样本空间的元素,而本节讲的“随机事件”则是样本空间的子集)。随机事件不一定写成集合的形式(如本题),但一定可以翻译成集合的形式。

总结:所讲的样本点以及所讲的随机事件都是基于随机试验的。换言之,只能说“某随机试验的样本空间是……”、“某随机试验的样本点是……”、“某随机试验的随机事件是……”,而不能单独说“样本空间是……”、“样本点是……”、“随机事件是……”。

随机事件之间的关系及数学运算表达

两个随机事件之间的关系具体来说,有以下五种关系,包含、等于、交、并、差。

包含关系:A ⊂ B

文字解释:A⊂B指随机事件A发生必导致随机事件B发生。

集合解释:A⊂B指随机事件A的每一个样本点都属于随机事件B,即:A⊂B

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等于关系:A=B

文字解释:A=B指A⊂B与B⊂A同时成立。

集合解释:A=B指随机事件A和随机事件B有完全相同的样本点,

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交关系:A∩B(或AB)

文字解释:A∩B(或AB)指随机事件A与随机事件B同时发生。

集合解释:A∩B(或AB)由同时属于A与B的所有样本点构成,下图阴影部分为A∩B

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并关系:A∪B(或A+B)

文字解释:A∪B(或A+B)指随机事件A与随机事件B至少有一个发生。

集合解释:A∪B(或A+B)由属于A与B的所有样本点构成,下图阴影部分为A∪B

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差关系:A-B

文字解释:A-B指随机事件A发生而随机事件B不发生。

集合解释:A-B由属于随机事件A而不属于随机事件B的所有样本点构成,下图阴影部分为A

-B

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随机事件的概率

随机事件A的概率记为P(A)。

需要注意的是,任何随机事件的概率都在0到1之间。换言之,对于任意随机事件A来说,都有0≤P(A)≤1。概率到底指的是什么呢?概率是对可能性的定量描述,但是这种定量描述是理论上的。

其他随机事件关系

两种特殊的随机事件,不可能事件和必然事件。

我们把不包含任何样本点的空集称为不可能事件,不可能事件用符号∅来表示。

我们把样本空间称为必然事件,必然事件用符号Ω来表示。

不可能事件∅的概率一定为0,必然事件Ω的概率一定为1(即P(∅)=0,P(Ω)=1)。但是,反之不成立。换言之,不可能事件∅的概率一定为0,但概率为0的事件不一定是不可能事件;必然事件Ω的概率一定为1,但概率为1的事件不一定是必然事件Ω。

四条与不可能事件∅和必然事件Ω有关的结论:

● 对于任意随机事件A来说,均有A∅=∅。

● 对于任意随机事件A来说,均有A∪ ∅=A。

● 对于任意随机事件A来说,均有AΩ=A。

● 对于任意随机事件A来说,均有A∪ Ω=Ω。

两个随机事件互斥

设A,B为两个随机事件,如果随机事件A与随机事件B的关系为AB=∅,则称随机事件A和随机事件B互斥。

文字解释:随机事件A和随机事件B互斥 指随机事件A和随机事件B不可能同时发生。

集合解释:随机事件A和随机事件B互斥指随机事件A和随机事件B中所包含的样本点没有一个是一样的,即:

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两个随机事件对立

对立是互斥中的特殊情况。也就是说,若随机事件A和随机事件B对立,则随机事件A和随机事件B一定互斥。那么特殊性到底体现在哪儿呢?

特殊性就体现在:由随机事件A和随机事件B互斥,我们只能推出AB=∅;而由随机事件A和随机事件B对立,我们不但能推出AB=∅,还能推出A∪B=Ω。

下面我以文字的形式和集合的形式对对立进行解释。

文字解释:随机事件A和随机事件B对立指随机事件A发生当且仅当随机事件B不发生。

集合解释:随机事件A和随机事件B对立指随机事件A和随机事件B中所包含的样本

点没有一个是一样的且A,B中的样本点合在一起就是样本空间,下图阴影部分为A

的对立事件。

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总结:

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两个随机事件相互独立

设A,B为两个随机事件。若A,B两个随机事件满足等式P(AB)=P(A)P(B),则称随机事件A

和随机事件B相互独立。

三个随机事件相互独立

设A,B,C为三个随机事件。若A,B,C三个随机事件满足下面四个等式:

(1)P(AB)=P(A)P(B)

(2)P(AC)=P(A)P(C)

(3)P(BC)=P(B)P(C)

(4)P(ABC)=P(A)P(B)P(C)

则称A,B,C这三个随机事件相互独立。

互斥、相互独立的进一步讨论

“互斥”是针对两个随机事件而言的,而“相互独立”则可以针对多个随机事件。

(1)不可能事件∅与任意一个随机事件既相互独立又互斥。

(2)必然事件Ω与任意一个随机事件既相互独立又包含该随机事件。

(3)概率为0的随机事件(不一定是不可能事件∅)与任意一个随机事件相互独立。

(4)概率为1的随机事件(不一定是必然事件Ω)与任意一个随机事件相互独立。

(5)若随机事件A与随机事件B互斥,则有P(A∪B)=P(A)+P(B)。

(6)若A1,A2,……An这n个随机事件相互独立,则:

①从这n个随机事件中任意抽取r个(2≤r≤n)随机事件,则抽取的这r个随机事件相互独立。

②把这n个随机事件中的任意r个(1≤r≤n)随机事件换成它们的对立事件,则这新组成的n个随机事件也相互独立。

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