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中南大学概率论与数理统计课件(1.5事件的独立性与独立试验概型)


则称事件A,B,C相互独立。
事件A,B,C相互独立与事件A,B,C两两 注 独立不同,两两独立是指上述式子中前三个式 意
子成立。因此,相互独立一定两两独立,但反
之不一定。

设同时抛掷两个均匀的正四面体一次,每 一个四面体标有号码1,2,3,4。令 A={第一个四面体的触地面为偶数} B={第二个四面体的触地面为奇数} C={两个四面体的触地面同时为奇数,或者同
1.5 事件的独立性
一、事件的独立性引例 P(B A) P(B)
例 一个盒子中有6只黑球、4只白球,从中有放回 地摸球。求(1) 第一次摸到黑球的条件下,第二 次摸到黑球的概率;(2) 第二次摸到黑球的概 率。
解 A={第一次摸到黑球},B={第二次摸到黑球}
则 P(B A) 6 0.6 10
P(B) C33 0.23 C32 0.22 0.8 0.104
1
2
3
4
5
解 设Ai表示事件“第i个继电器闭合”,B表示事件 “自左至右是通路”,则
B A1A2 A4 A5 A1A3 A5 A2 A3 A4 P(B) P( A1A2 ) P( A4 A5 ) P( A1A3 A5 ) P( A2 A3 A4 )
P( A1A2 A4 A5 ) P( A1A2 A3 A5 ) P( A1A2 A3 A4 )
1 P(A1)P(A2 )P(A3 )
=1-(1- 0.02)(1- 0.01)(1- 0.05) = 0.0783
例1.26 现有10张彩票,其中有5张“发”,3张 “财”,其余都是“白”.规定一个人只有同时摸到 “发”和“财”才算中奖。
(1)甲、乙两人依次不放回地连续抽取两张,求甲、 乙两人都中奖的概率;
P(A) P(B) 1
例 甲乙二人向同一目标射击,甲击中目标的概 率为0.6,乙击中目标的概率为0.5。试计算 1)两人都击中目标的概率;2)恰有一人击 中目标的概率;3)目标被击中的概率。
解 设A表示“甲击中目标”,B表示“乙击中目标”
则 P(A) 0.6, P(B) 0.5
P(AB) P(A)P(B) 0.60.5 0.3
事件的独立性 判别
定理1.4
设A、B为任意两个随机事件,且P(A)>0.则
A与B相互独立 P(B A) P(B).
证 A与B相互独立 P( AB) P( A)P(B)
P(B) P( AB) P( A)P(B A) P(B A)
P( A)
P( A)
例如 一个家庭中有若干个小孩,假设生男生女是 等可能的,令A={一个家庭中有男孩、又有女孩}, B={一个家庭中最多有一个女孩},对下列两种情形, 讨论A与B的独立性:(1)家庭中有两个小孩; (2)家庭中有三个小孩。
解 情形(2)的样本空间为
Ω={(男男男),(男男女),(男女男),(女男男) (男女女),(女男女),(女女男),(女女女)}
P(A) 6 , P(B) 1 , P(AB) 3
8
2
8
此种情形下,事件A、B是独立的。
定理1.5 下列四组事件,有相同的独立性:
(1)A与B;(2)A与B; (3)A与B;(4)A与B 证明 若A、B独立,则 P(AB) P(A) P(B) P( AB) P( A U B) 1 P( A U B)
(2)甲、乙两人依次有放回地连续抽取两张,求甲 乙两人至少有一人中奖的概率。
解 设A表示事件“甲中奖”,B表示事件“乙中奖”。
(1)由于是不放回地抽样,故有
P(AB) P(A)P(B A)
C51C31 C41C21
C120
C82
2 0.095 21
(2)由于是有放回地抽样,故A与B是相互独立的,
所求概率为
P( A) C53 0.73 0.32 0.3087
例 设某电子元件的使用寿命在1000小时以上的概 率为0.2,当三个电子元件相互独立使用时,求在使 用了1000小时的时候,最多只有一个损坏的概率。
解 设A表示“元件使用1000小时不坏”,则
P(A) 0.2
设B表示“三个元件中至多一个损坏”,则
四次抽样中A恰好发生两次(有两次取到次品)的情况有
A1 A2 A3 A4 , A1 A2 A3 A4 , A1 A2 A3 A4 ,
A1 A2 A3 A4 , A1 A2 A3 A4 , A1 A2 A3 A4
C
2 4
6
因为A1,A2,A3,A4 相互独立,所以
P( A1A2 A3 A4 ) P( A1)P( A2 )P( A3 )P( A4 )
设A1 ,A2 ,A3 分别表示第一、第二、第三道工 序出现次P品(A,1则)=依2题%意, :PA(A1 2,)A=21,%A,3 P相(互A独3)立=,5%且 又设A表示加工出来的零件是次品, 则
A=A1∪A2∪A3 方法2 (用对立事件的概率关系)
P(A) 1 P(A) 1 P(A1 A2 A3 )
解 情形(1)的样本空间为
Ω={(男男),(男女),(女男),(女女)}
P(A) 1 , P(B) 3 , P(AB) 1
2
4
2
此种情形下,事件A、B是不独立的。
例如 一个家庭中有若干个小孩,假设生男生女是 等可能的,令A={一个家庭中有男孩、又有女孩}, B={一个家庭中最多有一个女孩},对下列两种情形, 讨论A与B的独立性:(1)家庭中有两个小孩; (2)家庭中有三个小孩。
P( AB AB) P( A)P(B) P( A)P(B) 0.5
P(AU B) P(A) P(B) P(A)P(B) 0.8
有限多个事件的独立性
定义1.9 如果事件A,B,C满足
P(AB)=P(A)P(B) P(AC)=P(A)P(C)
P(BC)=P(B)P(C)
P(ABC)=P(A)P(B)P(C)
P4(k) C4k pk q4k (0 k 4)
(2) 设B表示至少有2粒出苗的事件,则
P(B) P4 (2) P4 (3) P4 (4) 0.8918
例 设某人打靶,命中率为0.7,重复射击5次,求恰好 命中3次的概率。
解 该试验为5重贝努利试验,且 n=5,p=0.7;q=0.3;k=3
设随机试验E只有两种可能的结果:A及 A,且
P(A)=p,在相同的条件下将E重复进行n次独立试 验,则称这一串试验为n重贝努利试验,简称贝努 利试验(Bernoulli trials).
例 一批产品的次品率为 5%,从中每次任取一个, 检验后放回,再取一个, 连取 4 次.求 4 次中恰有 2 次取到次品的概率.
P( A)
C51C31 C120
1 , P(B) 3
1, 3
P( AB) P( A)P(B) 1 1 1 , 33 9
所以 P( A B) P( A) P(B) P( AB)
111 5. 339 9
例1.27 图中有5个继电器接点,假使每一继电器接 点闭合的概率为p,且个继电器接点闭合与否相互独 立,求自左至右是通路的概率。
时为偶数}
试讨论A、B、C的相互独立性。
A={第一个…为偶数};B={第二个…为奇数} C={两个…同时为奇数,或者同时为偶数}
解 试验的样本空间为
(1,1) (1, 2) (1,3) (1, 4) (2,1) (2, 2) (2,3) (2, 4)
(3,1) (3, 2) (3,3) (3, 4) (4,1) (4, 2) (4,3) (4, 4)
Cn2
P( Ai Aj Ak ) P( Ai )P( Aj )P( Ak ) LLLLLLLLL
Cn3
P( A1A2 L An ) P( A1)P( A2 )L P( An ) Cnn
那么称A1, A2 ,L , An是相互独立的。
立的多个事件,有
(1) 若 A1, A2,L , An 相互独立,则
Pn
(k)
C
k n
pk
q
nk
其中 q 1 p
( k= 0,1,2,...,n )
例 有一批棉花种子,其出苗率为0.67,现每穴种4粒种子,
(1) 求恰有k粒出苗的概率(0≤k≤4); (2) 求至少有两粒出苗的概率.
解 (1) 该试验为4 重贝努利试验
n 4, p 0.67, q 1 p 0.33
n
P( A1A2 L An ) P( A1)P( A2 )L P( An ) P( Ai ) i 1
(2) 若 A1, A2,L , An 相互独立,则
n
n
P(U Ai ) 1 P( Ai )
i 1
i 1
例 加工某一种零件需要经过三道工序,设三道工序 的次品率分别为2%,1%,5% ,假设各道工序是互不 影响的.求加工出来的零件的次品率. 解
1P(A) P(B) P(AB)
1 P(A) P(B) P(A)P(B)
1 P(A)1 P(B) P(A)P(B)
所以,A与B 独立。
概念辨析
事件A与事件B独立
P(AB) P(A) P(B)
事件A与事件B互不相容
AB P(AB) 0
事件A与事件B为对立事件
AB AU B
P(B) P( A1A2 ) P( A4 A5 ) P( A1A3 A5 ) P( A2 A3 A4 ) P( A1A2 A4 A5 ) P( A1A2 A3 A5 ) P( A1A2 A3 A4 )
P( A1A3 A4 A5 ) P( A2 A3 A4 A5 ) P( A1A2 A3 A4 A5 ) P( A1A2 A3 A4 A5 ) P( A1A2 A3 A4 A5 ) P( A1A2 A3 A4 A5 ) P( A1A2 A3 A4 A5 ) P( A1A2 A3 A4 A5 )
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