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10.1随机事件与概率
10.1.2 事件的关系和运算
第十章 概率
导
回顾旧知
在上节课中,我们用集合表示事件,那么我们能否类比集合的研究思路,研究各个事件的关系和运算呢?
集合的研究思路
集合的定义→集合的关系→集合的基本运算
↓
包含,相等关系
↓
交、并、补
事件的关系
事件的运算
↑
↑
导
情境引入
抛掷一枚骰子,记事件A“出现奇数点”,事件B“出现偶数点”.
思考:能否同时发生?能同时不发生吗?
思
新知探究
问题1 在掷骰子试验中,观察骰子朝上面的点数,这个试验的样本空间是什么?
试验的样本空间是 ={1,2,3,4,5,6}
在这个试验中,还可以定义如下随机事件:
Ci=“出现i点”,i=1,2,3,4,5,6;
D1=“出现的点数不大于3”;D2=“出现的点数大于3”;
E1=“出现的点数为1或2”;E2=“出现的点数为2或3”;
F=“出现的点数为偶数”;G=“出现的点数为奇数”.
问题2 (1)用集合的形式表示这些事件;
(2)借助集合与集合的关系和运算,探究这些事件之间的联系.
C1={1}
C2={2}
C3={3}
C4={4}
C6={6}
C5={5}
D1= {1,2,3}
D2={4,5,6}
E1={1,2} E2={2,3}
F={2,4,6} G={1,3,5}
思
自学指导
事件的关系或运算 含义 符号表示 韦恩图
包含
并事件(和事件)
交事件(积事件)
互斥(互不相容)
互为对立
阅读课本页,填下表:
思
新知探究
1、事件的包含关系
事件C1="点数为1"和事件G="点数为奇数",C1={1}和G={1,3,5}.
事件关系:如果事件C1发生,那么事件G一定发生.
集合表示:{1} {1,3,5},即C1 G.这时我们说事件G包含事件C1.
一般地,若事件A发生则必有事件B发生,则称事件B包含事件A
(或称事件A包含于事件B), 记为B A(或A B).
(3) 特别地,如果事件B包含事件A,事件A也包含事件B,
即B A且A B,则称事件A与事件B相等,记作A=B.
思
新知探究
2、并事件(和事件)
事件D1=“点数不大于3”,E1=“点数为1或2”和E2=“点数为2或3”,
D1={1,2,3},E1={1,2}和E2={2,3}
事件关系:事件E1和事件E2至少有一个发生,相当于事件D1发生.
集合表示:{1,2}∪{2,3}={1,2,3},
即E1∪E2=D1,这时我们称事件D1为事件E1和事件E2的并事件.
思
新知探究
2、并事件(和事件)
一般地,事件A与事件B至少有一个发生,这样的一个事件中的样本点或者在事件A中,或者在事件B中,我们称这个事件为事件A与事件B的并事件(或和事件)记作A∪B(或A+B).
图形表示:绿色区域和黄色区域
思
新知探究
3、交事件(积事件)
事件C2=“点数为2”,E1=“点数为1或2”和E2=“点数为2或3”,
C2={2},E1={1,2}和E2={2,3}.
事件关系:事件E1和事件E2同时发生,相当于事件C2发生.
集合表示:{1,2}∩{2,3}={2},
即E1∩E2=C2,这时我们称事件C2为事件E1和事件E2的交事件.
思
新知探究
3、交事件(积事件)
一般地,事件A与事件B同时发生,这样的一个事件中的样本点在事件A中,也在事件B中,我们称这个事件为事件A与事件B的交事件(或积事件),
记作A∩B(或AB).
图形表示:蓝色区域
思
新知探究
类似地,我们可以定义多个事件的和事件以及积事件.
例如,对于三个事件A,B,C,
A∪B∪C (或A+B+C)发生,当且仅当A,B,C中至少一个发生,A∩B∩C (或ABC)发生,当且仅当 A,B,C同时发生,等等.
思
练习巩固
1.从1,2,3,4这4个数中,任取2个数求和,设“这2个数的和大于4”为事件A,“这2个数的和为偶数”为事件B,求A∪B和A∩B包含的样本点数.
解析:从1,2,3,4这4个数中,任取2个数求和,则试验的样本空间为
Ω={(1,2),(1,3),(1,4),(2,3),(2,4),(3,4)}.
其中事件A包含的样本点有:(1,4),(2,3),(2,4),(3,4).
事件B包含的样本点有:(1,3),(2,4)
思
练习巩固
2.打靶3次,事件Ai表示“击中i发”,其中i=0,1,2,3.那么A=A1∪A2∪A3表示( )
A.全部击 B.至少击中1发
C.至少击中2发 D.以上均不正确
解析:A=A1∪A2∪A3所表示的含义是A1,A2,A3这三个事件中至少有一个发生,即可能击中1发、2发或3发.故选B.
思
新知探究
4、互斥(互不相容)
事件C3=“点数为3”,C4=“点数为4”,C3={3},C4={4}.
事件关系:事件C3和事件C4不可能同时发生,
即C3∩C4= ,这时我们称事件C3和事件C4互斥.
集合表示:{3}∩{4}= ,
一般地,事件A与事件B不可能同时发生,也就是说A∩B是一个不可能事件,即A∩B= ,我们称事件A与事件B互斥(或互不相容).
图形表示:
思
新知探究
5、对立事件
事件F=“点数为偶数”,G=“点数为奇数”,F={2,4,6},G={1,3,5}
事件关系:事件F和事件G两者只能发生其中之一,而且也必然发生其中一个.
即F∪G= Ω ,F ∩G= ,此时我们称事件F和事件G互为对立事件.
集合表示:{2,4,6}∪{1,3,5}={1,2,3,4,5,6},
{2,4,6}∩{1,3,5}= ,
一般地,如果事件A和事件B在任何一次试验中有且仅有一个发生,即A∪B=Ω,且A∩B= ,那么称事件A与事件B互为对立.
图形表示:
思
探究新知
互斥事件与对立事件的区别与联系
1.从发生的角度看
(1)在一次试验中,两个互斥事件有可能都不发生,也可能有一个发生,但不可能同时发生.
(2)两个对立事件必有一个发生,但不可能同时发生,即两事件对立,必定互斥,但两事件互斥,未必对立,对立事件是互斥事件的一个特例.
2.从事件个数的角度看
互斥的概念适用于两个或多个事件,但对立的概念只适用于两个事件
思
练习巩固
3.(多选)一个口袋内装有大小、形状相同的红色、绿色和蓝色小球各2个,一次任意取出2个小球,则与事件“2个小球都为红色”互斥而不对立的事件有( )
A.2个小球不全为红球 B.2个小球恰有1个红球
C.2个小球至少有1个红球 D.2个小球都为绿球
解析:样本空间为Ω={红红,绿绿,蓝蓝,红蓝,红绿,蓝绿}共6种情况,
则A事件“2个小球不全为红色”包括{绿绿,蓝蓝,红蓝,红绿,蓝绿}
则B事件“2个小球恰有1个红球”包括{红蓝,红绿,蓝绿}
则C事件“2个小球至少有1个红球”包括{红红,红蓝,红绿,蓝绿}
则D事件“2个小球都为绿球”包括{绿绿}
思
练习巩固
4.同时抛掷两枚均匀的骰子,事件“都不是5点且都不是6点”的对立事件为( )
A.一个是5点,另一个是6点 B.一个是5点,另一个是4点
C.至少有一个是5点或6点 D.至多有一个是5点或6点
解析:同时抛掷两枚均匀的骰子,可能出现的结果共有36个,“都不是5点且都不是6点”包含16个样本点,其对立事件是“至少有一个是5点或6点”,故选C.
思
归纳小结
事件的关系或运算
事件的关系或运算 含义 符号表示 韦恩图
包含 发生导致发生 或
并事件(和事件) 与至少一个发生 或
交事件(积事件) 与同时发生 或
互斥(互不相容) 与不能同时发生
互为对立 与有且只有一个发生
思
典例解析
例1 由甲、乙两个元件组成一个并联电路,每个元件可能正常或失效.设事件A=“甲元件正常”,B=“乙元件正常”.
(2)用集合的形式表示事件A,B以及它们的对立事件;
(3)用集合的形式表示事件A∪B和事件,并说明
它们的含义及关系.
乙
甲
解:(1)用x1,x2分别表示甲、乙两个元件的状态,则可以用(x1,x2)表示这个并联电路的状态,
则样本空间Ω={(0,0),(0,1),(1,0),(1,1)}
以1表示元件正常,0表示元件失效,
思
典例解析
例1 由甲、乙两个元件组成一个并联电路,每个元件可能正常或失效.设事件A=“甲元件正常”,B=“乙元件正常”.
(2)用集合的形式表示事件A,B以及它们的对立事件;
(3)用集合的形式表示事件A∪B和事件并说明
它们的含义及关系.
乙
甲
解:(2)依据题意,可得
(3)
表示电路工作正常,电路工作不正常;和互为对立事件.
思
典例解析
例2 一个袋子中有大小和质地相同的4个球,其中有2个红色球(标号为1和2),2个绿色球(标号为3和4),从袋中不放回地依次随机摸出2个球。设事件R1=“第一次摸到红球”,R2=“第二次摸到红球”,R=“两次都摸到红球”,G=“两次都摸到绿球”,M=“两个球颜色相同”,N“两个球颜色不同”。
(1)用集合的形式分别写出试验的样本空间以及上述各事件;
(2)事件R与R1,R与G,M与N之间各有什么关系?
(3)事件R与G的并事件与事件M有什么关系?事件R1与R2的交事件与事件R有什么关系?
思
典例解析
解:(1)所有的试验结果如右图所示。
用数组(x1,x2)表示可能的结果,x1是第一次摸到的球的标号,x2是第二次摸到的球的标号,
则试验的样本空间
Ω={(1,2),(1,3),(1,4),
(2,1),(2,3),(2,4),
(3,1),(3,2),(3,4),
(4,1),(4,2),(4,3)}
1
2
1
2
1
4
1
2
1
3
1
4
2
1
2
3
2
4
3
1
3
2
3
4
4
1
4
2
4
3
思
典例解析
事件R1=“第一次摸到红球”,即x1=1或2
于是R1={(1,2),(1,3),(1,4),(2,1),(2,2),(2,3)}
事件R2=“第二次摸到红球”,即x2=1或2
于是R2={(2,1),(3,1),(4,1),(1,2),(3,2),(4,2)}
同理,有于是R={(1,2),(2,1)},G={(3,4),(4,3)},
M={(1,2),(2,1),(3,4),(4,3)}
N={(1,3),(1,4),(2,3),(2,4),(3,1),(3,2),(4,1),(4,2)}
思
典例解析
(2)因为RR1,所以R1事件包含R事件
因为R∩G= ,所以事件R与事件G互斥
因为M∪N=Ω,M∩N= ,所以事件M与事件N互为对立事件.
(3)因为R∪G=M,所以事件M是事件R与事件G的并事件,
因为R1∩R2=R,所以事件R是事件R1与事件R2的交事件.
检
随堂检测
1.抛掷一枚骰子,记“向上的点数是1或2”为事件A,“向上的点数是2或3”为事件B,则( )
A.A B
B.A=B
C.A∪B表示向上的点数是1或2或3
D.A∩B表示向上的点数是1或2或3
解析:由题意,可知A={1,2},B={2,3},则A∩B={2},A∪B={1,2,3},∴A∪B表示向上的点数为1或2或3.故选C.
检
随堂检测
2.一个射手进行一次射击,事件A:命中环数大于8;事件B:命中环数大于5,则( )
A.A与B是互斥事件 B.A与B是对立事件
C.A B D.A B
解析:事件A:命中环数大于8即命中9或10环;事件B:命中环数大于5即命中6或7或8或9或10环,故A B.故选C.
检
随堂检测
3.(多选)从1至9这9个自然数中任取两个,有如下随机事件:A=“恰有一个偶数”,B=“恰有一个奇数”,C=“至少有一个是奇数”,D=“两个数都是偶数”,E=“至多有一个奇数”.下列结论正确的有( )
A.A=B B.B C
C.D∩E= D.C∩D= ,C∪D=Ω
解析:事件A,B都指的是一奇一偶,故A正确;至少有一个奇数,指两个数是一奇一偶,或是两个奇数,所以B C,故B正确;至多有一个奇数指一奇一偶,或是两偶,此时事件D,E有公共事件,故C错误;此时C,D是对立事件,所以C∩D= ,C∪D=Ω.故选A、B、D.
检
随堂检测
4.有甲、乙两台机床,记“甲正常工作”=A,“乙正常工作”=B,则A∩B表示 ,“甲不能正常工作”可记为 .
答案:“甲、乙都正常工作”
检
本节课我们学习了哪些内容?
课堂小结
事件的关系和运算
事情的关系
事件的运算
包含关系
相等关系
对立关系
互斥关系
并事件
交事件
三维设计、小黄本
练
课后作业