设 A, B, C 是相互独立的随机事件,且 P(A) neq 0, 0 < P(C) < 1,则下列给出的四对事件中不相互独立的是 ( ).(A) A + B 与 C(B) AC 与 overline(C)(C) overline(A) - B 与 overline(C)(D) AB 与 overline(C)
设 $A, B, C$ 是相互独立的随机事件,且 $P(A) \neq 0, 0 < P(C) < 1$,则下列给出的四对事件中不相互独立的是 ( ). (A) $A + B$ 与 $C$ (B) $AC$ 与 $\overline{C}$ (C) $\overline{A} - B$ 与 $\overline{C}$ (D) $AB$ 与 $\overline{C}$
题目解答
答案
我们来逐项分析题目中的四个选项,判断哪一对事件 不相互独立。
已知条件:
- $ A, B, C $ 是相互独立的随机事件;
- $ P(A) \ne 0 $,且 $ 0 < P(C) < 1 $。
事件独立的定义:
两个事件 $ E $ 和 $ F $ 相互独立,当且仅当:
$P(E \cap F) = P(E) \cdot P(F)$
分析选项:
(A) $ A + B $ 与 $ C $
我们要判断的是:事件 $ A + B $ 与事件 $ C $ 是否独立。
我们知道:
$P((A + B) \cap C) = P((A \cap C) + (B \cap C)) = P(A \cap C) + P(B \cap C) - P(A \cap B \cap C)$
由于 $ A, B, C $ 相互独立:
- $ P(A \cap C) = P(A)P(C) $
- $ P(B \cap C) = P(B)P(C) $
- $ P(A \cap B \cap C) = P(A)P(B)P(C) $
所以:
$P((A + B) \cap C) = P(A)P(C) + P(B)P(C) - P(A)P(B)P(C) = P(C)[P(A) + P(B) - P(A)P(B)]$
而:
$P(A + B) = P(A) + P(B) - P(A \cap B) = P(A) + P(B) - P(A)P(B)$
所以:
$P((A + B) \cap C) = P(A + B) \cdot P(C)$
因此,(A) 是相互独立的 ✅
(B) $ AC $ 与 $ \overline{C} $
我们要判断的是:事件 $ AC $ 与事件 $ \overline{C} $ 是否独立。
注意:$ AC $ 表示事件 $ A $ 和 $ C $ 同时发生。
我们来计算:
$P(AC \cap \overline{C}) = P(A \cap C \cap \overline{C}) = P(\emptyset) = 0$
而:
- $ P(AC) = P(A)P(C) $(因为 $ A, C $ 独立)
- $ P(\overline{C}) = 1 - P(C) $
所以:
$P(AC) \cdot P(\overline{C}) = P(A)P(C)(1 - P(C)) \ne 0$
但:
$P(AC \cap \overline{C}) = 0 \ne P(AC) \cdot P(\overline{C})$
因此,(B) 不相互独立 ❌
(C) $ \overline{A} - B $ 与 $ \overline{C} $
我们先理解事件 $ \overline{A} - B $ 的含义:
$\overline{A} - B = \overline{A} \cap \overline{B}$
因为 $ \overline{A} - B $ 表示在 $ \overline{A} $ 中但不在 $ B $ 中的事件,即 $ \overline{A} \cap \overline{B} $。
所以我们要判断的是:
$P((\overline{A} \cap \overline{B}) \cap \overline{C}) = P(\overline{A} \cap \overline{B} \cap \overline{C})$
由于 $ A, B, C $ 相互独立,所以其补事件也相互独立:
$P(\overline{A} \cap \overline{B} \cap \overline{C}) = P(\overline{A})P(\overline{B})P(\overline{C})$
同时:
$P(\overline{A} \cap \overline{B}) = P(\overline{A})P(\overline{B})$
$P(\overline{C}) = P(\overline{C})$
所以:
$P((\overline{A} \cap \overline{B}) \cap \overline{C}) = P(\overline{A} \cap \overline{B}) \cdot P(\overline{C})$
因此,(C) 是相互独立的 ✅
(D) $ AB $ 与 $ \overline{C} $
我们要判断的是:事件 $ AB $ 与 $ \overline{C} $ 是否独立。
我们知道:
- $ P(AB \cap \overline{C}) = P(A \cap B \cap \overline{C}) = P(A)P(B)P(\overline{C}) $(因为 $ A, B, C $ 独立)
同时:
- $ P(AB) = P(A)P(B) $
- $ P(\overline{C}) = P(\overline{C}) $
所以:
$P(AB \cap \overline{C}) = P(AB) \cdot P(\overline{C})$
因此,(D) 是相互独立的 ✅
✅ 最终答案:
选项 (B) 中的事件 $ AC $ 与 $ \overline{C} $ 不相互独立。
✅ 答案:$\boxed{B}$
解析
考查要点:本题主要考查事件独立性的判断,需要结合独立事件的定义,分析各选项中事件对是否满足$P(E \cap F) = P(E)P(F)$。
解题核心思路:
- 独立事件的性质:若$A,B,C$相互独立,则它们的任意组合(如交、并、补等)的独立性需通过公式推导验证。
- 关键矛盾点:若某对事件存在必然互斥(如$AC$与$\overline{C}$不可能同时发生),则它们的交集概率为$0$,而单独概率乘积可能非零,从而不满足独立性。
破题关键:
- 选项B中,$AC$与$\overline{C}$的交集为空集,概率为$0$,但单独概率乘积$P(AC)P(\overline{C}) \neq 0$,直接导致不独立。
选项分析
(A) $A+B$与$C$
- 推导:
$P((A+B)\cap C) = P(A \cap C) + P(B \cap C) - P(A \cap B \cap C) = P(A)P(C) + P(B)P(C) - P(A)P(B)P(C)$
$P(A+B)P(C) = [P(A) + P(B) - P(A)P(B)]P(C)$
两者相等,故独立。
(B) $AC$与$\overline{C}$
- 矛盾点:
$P(AC \cap \overline{C}) = P(\emptyset) = 0$
$P(AC)P(\overline{C}) = P(A)P(C)(1-P(C)) \neq 0$
两者不等,故不独立。
(C) $\overline{A}-B$与$\overline{C}$
- 等价形式:$\overline{A}-B = \overline{A} \cap \overline{B}$
- 推导:
$P((\overline{A} \cap \overline{B}) \cap \overline{C}) = P(\overline{A})P(\overline{B})P(\overline{C})$
$P(\overline{A} \cap \overline{B})P(\overline{C}) = P(\overline{A})P(\overline{B})P(\overline{C})$
两者相等,故独立。
(D) $AB$与$\overline{C}$
- 推导:
$P(AB \cap \overline{C}) = P(A)P(B)P(\overline{C})$
$P(AB)P(\overline{C}) = P(A)P(B)P(\overline{C})$
两者相等,故独立。