独立性

更新时间:2022-12-19 17:39

设A,B为随机事件,若同时发生的概率等于各自发生的概率的乘积,则A,B相互独立。

两个事件

定义1

若 两事件满足等式

则称事件A与B相互独立。

注意点

(1) 概率为零的事件与任何事件相互独立;

(2) 当 时, 相互独立与 互不相容不能同时成立,它们是完全不同的两个概念: 相互独立是从概率的角度来考虑的, 互不相容是从事件本身来考虑的。

性质定理

定理1 设 是两事件。且 ,若 相互独立。则P(A|B)=P(A),反之亦然。

定理2 若事件A与B相互独立,则 与 , 与 , 与 也相互独立。

证明: 这里只证明与相互独立。

由,得

所以与相互独立。

有限事件

三个事件相互独立

设 为3个事件,如果满足等式

则称事件 相互独立。

对 个事件的独立性,可类似写出其定义。

n个事件相互独立

一般地,设 是 个事件,如果对于其中任意2个,任意3个,...,任意 个事件的积事件的概率,都等于各事件概率之积,则称 相互独立。

两两独立

设 是 个事件,若其中任意两个事件之间均相互独立,则称 两两独立。

注:相互独立一定两两独立、两两独立不一定相互独立。

例题:如果将一枚硬币抛掷两次,观察正面H和反面T的出现情况,则此时样本空间为 ,令 。

故有

由定义1知, 任意两个事件都是相互独立的,但是

也就是说 两两独立,并不相互独立。

性质

性质1

若事件 相互独立,则其中任意 个事件也相互独立。

由独立性定义可直接推出性质1。 ’

性质2

若n个事件 相互独立,则将 中任意 个事件换成它们的对立事件,所得的n个事件仍相互独立。

从直观上看是显然的,对 时,定理2已作证明,一般情况叮利用数学归纳法证之,此处略。

关系

假设随机变量X、Y的相关系数存在。如果X和Y相互独立,那么X、Y不相关。反之,若X和Y不相关,X和Y却不一定相互独立。不相关只是就线性关系来说的,而相互独立是就一般关系而言的。

例题解析

例1 有两门高射炮独立地射击一架敌机,设甲炮击中敌机的概率为0.8,乙炮击中敌机的概率为0.7,试求敌机被击中的概率。

解: 设A={甲炮击中敌机},B={乙炮击中敌机},则A U B={敌机被击中},由题意知,P(A)=0.8,P(B)=0.7,由于A,B相互独立。故

例2 有甲、乙两批种子,发芽率分别为0.8和0.7,并假设每批种子发芽与否是相互独立的,从两批种子中各随机地抽取一粒,求:

(1)两粒都能发芽的概率;

(2)至少有一粒种子能发芽的概率;

(3)恰好有一粒种子能发芽的概率。

解: 设A={取自甲批种子中的某粒种子能发芽},B={取自乙批种子中的某粒种子能发芽},则所求的概率分别为:。

由于 ,且 相互独立,故有:

例3 甲、乙两人进行网球比赛。每局甲胜的概率为p,且 .试问对甲而言,采用三局二胜制有利,还是采用五局三胜制有利?设各局胜负相互独立。

解: 采用三局二胜制,甲最终获胜,其胜局的情况是:“甲甲”或“乙甲甲”或“甲乙甲”,而这三种结局互不相容,于是由独立性得甲最终获胜的概率为 。

采用五局三胜制,甲最终获胜,至少需比赛3局(可能赛3局.也可能赛4局或5局),且最后一局必须是甲胜,而前面甲需胜二局。例如.共赛4局,则甲的胜局情况是:“甲乙甲甲”、“乙甲甲甲”、“甲甲乙甲”、且这三种结局互不相容,由独立性得甲最终获胜的概率为:

于是,。

当 时, ,即对甲来说采用五局三胜制较为有利;当 时, 即两种赛制甲、乙最终获胜的概率相同。

上面这个例子所涉及的随机试验只有两种可能的结果:甲胜或甲输,且试验在相同条件下可独立重复地进行,在每次试验中甲胜的概率都是相同的,具有这种特征的概型就是伯努利概型。

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