1、数学课本独立事件独立事件每次乐透彩券开奖前,常有人说这个号码上次出现了,这次不可能再出现;或是有人说这个号码连续出现了好几次,因此这次一定会再出现。到底哪一个说法才是对的呢?本节将复习第二册所介绍的独立事件的概念,并以实例说明二或三个独立事件的条件,求得各项情形的机率。1独立事件一副扑克牌共有 52 张牌,分为 4 种花色:黑桃()、红心()、方块()、梅花();又分别有 13 个号码:A,K,Q,J,10,9,8,7,6,5,4,3,2;每张牌都是由一种花色与一个号码组成。从一副牌中任取一张,所得的花色与号码互不影响,这就是独立事件的概念。详细计算如下:令 A 表示抽到梅花的事件,B 表示抽
2、到 3 点的事件,则 表示抽到 3 点的机率,而P(B | A)。表示在抽到梅花的条件下,该张牌是 3 点(也就是梅花 3)的机率。因为P(B)P(B | A)。此式表示 B 发生的机率不受到 A 发生与否的影响。同理,同学们亦可检验 P(A)P(A | B),即 A 发生的机率不受到 B 发生与否的影响。我们称 A 和 B 互为独立事件。随堂练习 如上述例子,计算 P(A)与 P(A | B),并验证两者相等。 当 P(A)0 且 P(B)0 时,由P(B)P(B | A) P(B),P(A)P(A | B) P(A),都有P(AB)P(A)P(B)。当 P(A)0 或 P(B)0 时,上式
3、亦成立。因此,我们将此式作为 A,B 为独立事件的定义。两事件为独立事件设事件 A 与事件 B 是样本空间中的两事件。若P(AB)P(A)P(B),则称 A,B 为独立事件,否则称为相依事件。例题1 投掷一颗公正骰子 1 次,若 A 表示掷出 1 点或 2 点的事件,B 表示掷出奇数点的事件,C 表示掷出偶数点的事件,试问:(1) A,B 是否为独立事件?(2) B,C 是否为独立事件? 解(1) 依题意,P(A),P(B),P(AB),因为P(AB)P(A)P(B),所以 A,B 为独立事件。(2) 依题意,P(B),P(C), 但因为 B,C 为互斥事件,所以 P(BC)0, 可知P(BC
4、)P(B)P(C),所以 B,C 为相依事件。注意到,由例题 1 的结果可知,A,B 为独立事件,但 AB1。B,C 为相依事件,但 BC (互斥),因此独立事件和互斥事件是不同的概念,请仔细辨明。随堂练习 同时投掷一枚均匀硬币与一颗公正骰子,我们把硬币出现正面的情形称为 A 事件,骰子出现 1 点的情形称为 B 事件,则 A,B 是否为独立事件? 若 A,B 为独立事件时,A,B 是否为独立事件呢?如图 7,P(A)P(AB)P(AB),又 A,B 为独立事件,所以 P(AB)P(A)P(B),因此 P(AB)P(A)P(AB)P(A)P(A)P(B)P(A)(1P(B)P(A) P(B),
5、所以 A,B 为独立事件。图 7同理,亦可证出当 A,B 为独立事件时 ,A,B 为独立事件,且 A,B 也为独立事件。随堂练习 若 A,B 为独立事件,且 P(A)0.2,P(B)0.4,试求 P(AB)与 P(AB)。 例题2 小淇和小芬一起到夜市玩射飞镖游戏,已知小淇命中靶的机率是 ,小芬命中靶的机率是 ;小淇先射飞镖,小芬其次,且小淇射中与否与小芬射中与否是独立事件。若他们两人向同一靶各射 1 次飞镖,试求:(1) 只有小淇射中的机率。(2) 两人都没射中的机率。 解若 A 表示小淇命中靶的事件,B 表示小芬命中靶的事件,则依题意P(A),P(B)。(1) 因 A,B 为独立事件,所以
6、 A,B 也是独立事件,即只有小淇射中的 机率为P(AB)P(A)P(B)。(2) 因 A,B 为独立事件,所以 A,B 也是独立事件,即两人都没射中的 机率为P(AB)P(A)P(B)。随堂练习 小穗投篮的命中率为 0.2,且每次投篮的结果互相独立,试求她在 2 次投篮的情形下,至少有一次命中的机率。 三事件为独立事件的定义如下:三事件为独立事件当三事件 A,B,C 同时满足下列四项条件:(1) P(AB)P(A)P(B),(2) P(BC)P(B)P(C),(3) P(AC)P(A)P(C),(4) P(ABC)P(A)P(B)P(C),称 A,B,C 三事件为独立事件。例题3 一袋装有编
7、号为 1 到 12 号的球各一颗,今自袋中任取一球,设事件 A 为取到球号为 1,2,3,4 的事件,事件 B 为取到球号为 1,2,5,6,7,8 的事件,事件 C 为取到球号为 1,2,5,9,11,12 的事件。试问:(1) A,B 事件、B,C 事件、A,C 事件是否为独立事件?(2) A,B,C 三事件是否为独立事件? 解(1) 依题意,P(A),P(B)P(C),又 AB1,2,BC1,2,5,AC1,2,ABC1,2可知P(AB)P(A)P(B),P(BC)P(B)P(C),P(AC)P(A)P(C),所以 A,B 事件、B,C 事件、A,C 事件均为独立事件。(2) 由第(1)
8、小题得P(ABC)P(A)P(B)P(C),所以 A,B,C 三事件不是独立事件。随堂练习 一袋装有编号为 1 到 8 号的球各一颗,今自袋中任取一球。设事件 A 为取到球号为 1,2,3,4 的事件,事件 B 为取到球号为 2,4,6,8 的事件,事件 C 为取到球号为 1,2,5,6 的事件。试问 A,B,C 三事件是否为独立事件? 假设 A1,A2,A3 为三个独立事件。若将其中某几个事件以余事件取代时,所得的三个事件仍为独立事件。此性质同学们可自行检验。随堂练习 若 A,B,C 为独立事件,且 P(A)0.2,P(B)0.4,P(C)0.5,试求 P(ABC)。 例题4 如图 8,某地
9、甲村与乙村之间有一条大河流穿过,且有三座风帆景观桥跨越此河连接两村。已知 A 桥、B 桥、C 桥在任一时刻开放通行的机率分别为 0.7、0.6、0.8、并且三座桥的开放与否为独立事件。试问在任一时刻,三座桥之中至少有一座桥开放通行的机率是多少?图 8 解设事件 A、B、C 分别代表桥开放通行的事件,由题目假设可知此三事件为独立事件。因此三座桥同时不开放通行的机率为P(ABC)P(A)P(B)P(C)(1P(A)(1P(B)(1P(C)(10.7)(10.6)(10.8)0.024,由此可得三座桥至少有一座桥开放通行的机率为1P(ABC)10.0240.976。随堂练习 甲、乙、丙三人射击的命中
10、率分别为 0.6、0.5、0.4,且各人命中与否为独立事件。若三人各射击 1 次,试求下列机率:(1) 三个人都命中。(2) 恰有两人命中。 一般而言,将独立事件中的若干个事件以余事件取代时,所得的事件仍为独立事件。此性质将会在下一节中用到。习题1-3一、基本题1. 有两事件 A,B 满足 P(A),P(B),P(AB),试问 A,B 两事件是否为独立事件?2. 设 P(A)0,P(B)0,且 P(AB)P(A)P(B),则下列选项何者正确?(A) A,B 为独立事件 (B) P(A | B)P(A)(C) P(B | A)P(B) (D) P(B | A)P(B)(E) P(A | B)P(
11、A)3. 投掷一颗公正的骰子 2 次,设每一种结果出现的机率均相同,以 A 表示第一次掷出的点数为 1 的事件,以 B 表示第二次掷出的点数为 1 的事件,试求:(1) P(A)。(2) P(B)。(3) P(AB)。(4) A,B 是否为独立事件?4. 若两事件为独立事件,且 P(A),P(B),试求 P(AB)。5. 连续投掷一枚均匀硬币 3 次,设每一种结果出现的机率均相同,以 A 表示第一次出现正面的事件,以 B 表示第二次出现正面的事件,以 C 表示第三次出现正面的事件,则 A,B,C 三事件是否为独立事件?二、进阶题6. 假设阿圣在篮球赛当中罚球的命中率为 4 成,且每次罚球命中与
12、否为独立事件,则三次罚球恰好有两次投中的机率为何?7. 某跨国企业在台湾的分公司共有 165 名员工其性别与国籍分配如下表:本国籍外国籍男80a女b15现在想要从中抽出 1 人代表台湾分公司前往总公司开会,若欲使抽中的人性别与国籍是独立事件试求 a,b 的值。8. 连续投掷一颗公正骰子 2 次,设每一种结果出现的机率均相同,以 A 表示第一次掷出的点数为 2 的事件,以 B 表示第二次掷出的点数为 3 的事件,以 C 表示两次的点数和为 5 的事件,以 D 表示两次的点数和为 12 的事件,试问:(1) A,B,C 三事件是否为独立事件?(2) A,B,D 三事件是否为独立事件?三、挑战题9. 阿亦每天需要从 A 地开车到 B 地上班,假设各路段发生塞车事件的机率如下图所示,且各路段发生塞车的事件都是独立的。请你帮阿亦选择一条由 A 到 B 的路线,使得途中发生塞车的机率最小。
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