
介绍随机试验、样本空间与事件等概念,并用集合运算表达事件的并、交、补与差及其性质。
随机试验和随机事件
一 基本概念
- 随机试验(Random Experiment): 随机试验是指在相同的条件下可以重复进行的实验,每次实验的结果是不确定的,即具有随机性质。例如,掷一枚骰子、抽一张扑克牌、测量某物理现象的实验等都可以是随机试验。
- 基本事件(Sample Space): 在随机试验中,所有可能的结果组成的集合称为基本事件。这个集合通常用符号表示,称为样本空间。样本空间包含了试验的所有可能结果。例如,掷一枚六面的骰子,样本空间就是6。
- 事件(Event): 事件是样本空间的子集,即样本空间中的一些结果组成的集合。事件通常用大写字母表示,比如、等。事件可以包括一个或多个基本事件。例如,掷一枚骰子,事件可以表示出现偶数,对应的基本事件为6。
- 事件:有一个或若干个基本事件组成的随机试验的一个结果。通常用英文大写字母等表示,或来表示。
- 必然事件和不可能事件:
- 必然事件:在随机试验中,必然会发生的事件,通常用或表示
- 不可能事件:在随机试验中不可能发生的事件。通常用表示
二 事件的运算
事件与集合一一对应 :空间 事件:集合 基本事件:空间中的“点” 事件运算转到集合运算
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子事件 发生蕴含事件B发生,称事件为事件的子事件,记为 若则称
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事件的和 这个事件称为事件A与事件B的和,记为 推广:个事件的和 称为事件的和,记为
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事件的积 事件称为事件与的积,记为或或 推广:事件 称为事件的积,记为(或者) 或
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对立事件:事件称为事件的对立事件,记为或
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的对立事件
对于事件 中至少有 个事件发生的情况,其对立事件是至多有 个事件发生的情况。我们可以表示对立事件为 。
在这种情况下, 表示的是至多有 个事件发生的情况。换句话说, 是事件 的补集。
数学上,我们可以使用概率的补集公式来表示对立事件:
其中,是事件 发生的概率。
请注意,这里的概率计算基于具体的事件 的概率分布情况。如果已知每个事件发生的概率,可以使用这些概率来计算 和 的概率。
对偶公式:
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- 德摩根律
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德摩根定律
德摩根定律有多种形式,在集合中的形式如下:
我们可以用生活中的例子也来理解该定理,假设某学校举办运动会,代表“去跑步”的同学, 代表“去跳远”的同学, 表示“去跑步或跳远”的同学,所以有:
而 表示“既跑步又跳远”,所以有:
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Venn 图
也可以通过 Venn 图来理解德摩根定律,首先是第一个公式:

然后是第二个公式:

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事件的差
这一事件称为与的差,记为或