设 A, B 为两个相互独立的事件,P(A) > 0, P(B) > 0,则 P(A cup B) 为( )。A. P(A) + P(B)B. 1 - P(overline(A))P(overline(B))C. 1 + P(overline(A))P(overline(B))D. 1 - P(AB)
设 $A, B$ 为两个相互独立的事件,$P(A) > 0, P(B) > 0$,则 $P(A \cup B)$ 为( )。 A. $P(A) + P(B)$ B. $1 - P(\overline{A})P(\overline{B})$ C. $1 + P(\overline{A})P(\overline{B})$ D. $1 - P(AB)$
题目解答
答案
我们来一步一步分析这个概率题。
题目条件:
- 事件 $ A $ 和 $ B $ 是相互独立的事件;
- $ P(A) > 0 $,$ P(B) > 0 $;
- 要求 $ P(A \cup B) $ 的表达式。
第一步:回顾概率的基本公式
对于任意两个事件 $ A $ 和 $ B $,并事件的概率公式为:
$P(A \cup B) = P(A) + P(B) - P(A \cap B)$
这个公式是通用的,无论事件是否独立。
第二步:利用独立性
题目中说 $ A $ 和 $ B $ 是相互独立的事件,所以有:
$P(A \cap B) = P(A) \cdot P(B)$
代入上面的并集公式:
$P(A \cup B) = P(A) + P(B) - P(A)P(B)$
这是在独立条件下的具体表达式。
第三步:分析选项
我们逐个看选项:
A. $ P(A) + P(B) $
这个是错误的,因为它没有减去交集部分。只有当 $ A $ 和 $ B $ 互斥时才成立,但题目中 $ A $ 和 $ B $ 是独立的,且 $ P(A) > 0 $、$ P(B) > 0 $,所以 $ P(A \cap B) = P(A)P(B) > 0 $,说明它们不是互斥的,因此不能直接相加。
✘ 错误。
B. $ 1 - P(\overline{A})P(\overline{B}) $
我们来分析这个表达式。
首先,$ \overline{A} $ 表示 $ A $ 的补事件,即不发生 $ A $,同理 $ \overline{B} $ 是 $ B $ 不发生。
由于 $ A $ 和 $ B $ 独立,可以推出:
$ \overline{A} $ 和 $ \overline{B} $ 也是独立的(独立事件的补事件也独立)。
所以:
$P(\overline{A} \cap \overline{B}) = P(\overline{A}) \cdot P(\overline{B})$
而 $ \overline{A} \cap \overline{B} $ 表示 $ A $ 和 $ B $ 都不发生,也就是 $ \overline{A \cup B} $。
因此:
$P(\overline{A \cup B}) = P(\overline{A})P(\overline{B})
\Rightarrow P(A \cup B) = 1 - P(\overline{A \cup B}) = 1 - P(\overline{A})P(\overline{B})$
✔ 完全正确!
C. $ 1 + P(\overline{A})P(\overline{B}) $
这个明显不对,因为概率不可能大于 1,而 $ P(\overline{A})P(\overline{B}) > 0 $,所以这个表达式大于 1,而 $ P(A \cup B) \leq 1 $。
✘ 错误。
D. $ 1 - P(AB) $
$ P(AB) $ 就是 $ P(A \cap B) $,所以这个选项是 $ 1 - P(A \cap B) $
而 $ P(A \cup B) = 1 - P(\overline{A \cup B}) = 1 - P(\overline{A} \cap \overline{B}) $,不是 $ 1 - P(A \cap B) $
除非特殊情况,否则 $ P(\overline{A} \cap \overline{B}) \neq P(A \cap B) $
举个反例:设 $ P(A) = P(B) = 0.5 $,独立
则:
- $ P(A \cup B) = 0.5 + 0.5 - 0.25 = 0.75 $
- $ 1 - P(AB) = 1 - 0.25 = 0.75 $?咦,这里碰巧相等?
等等,我们算一下:
- $ P(A \cup B) = 0.75 $
- $ 1 - P(AB) = 1 - 0.25 = 0.75 $
竟然相等?这是巧合吗?
我们再换一个例子:设 $ P(A) = 0.6 $, $ P(B) = 0.7 $,独立
则:
- $ P(A \cap B) = 0.6 \times 0.7 = 0.42 $
- $ P(A \cup B) = 0.6 + 0.7 - 0.42 = 0.88 $
- $ 1 - P(AB) = 1 - 0.42 = 0.58 \ne 0.88 $
所以不相等!前面那个是巧合(因为 $ P(A)=P(B)=0.5 $,导致 $ 1 - P(AB) = 0.75 $,但实际 $ P(A \cup B) = 0.75 $,只是数值碰巧一样)
所以 D 选项 不恒成立。
✘ 错误。
正确答案是:
$\boxed{B. \ 1 - P(\overline{A})P(\overline{B})}$
总结:
- 利用独立性;
- 利用补集思想:$ P(A \cup B) = 1 - P(\overline{A} \cap \overline{B}) $;
- 由于独立,$ P(\overline{A} \cap \overline{B}) = P(\overline{A})P(\overline{B}) $;
- 所以 $ P(A \cup B) = 1 - P(\overline{A})P(\overline{B}) $
✅ 最终答案:B
解析
考查要点:本题主要考查独立事件的概率运算及补集思想的应用。
解题核心思路:
- 独立事件的性质:若$A$与$B$独立,则$P(AB) = P(A)P(B)$,且$A$的补事件$\overline{A}$与$B$的补事件$\overline{B}$也独立。
- 并事件的概率公式:$P(A \cup B) = 1 - P(\overline{A} \cap \overline{B})$,结合独立性可进一步化简。
破题关键点:
- 利用补集思想将$P(A \cup B)$转化为$1 - P(\overline{A} \cap \overline{B})$。
- 根据独立性,$P(\overline{A} \cap \overline{B}) = P(\overline{A})P(\overline{B})$。
选项分析
选项B:$1 - P(\overline{A})P(\overline{B})$
- 补集关系:$\overline{A \cup B} = \overline{A} \cap \overline{B}$,即$A$和$B$都不发生。
- 独立性应用:因$A$与$B$独立,$\overline{A}$与$\overline{B}$也独立,故
$P(\overline{A} \cap \overline{B}) = P(\overline{A})P(\overline{B}).$ - 概率转化:
$P(A \cup B) = 1 - P(\overline{A} \cap \overline{B}) = 1 - P(\overline{A})P(\overline{B}).$
结论:选项B正确。
其他选项排除
- 选项A:未减去交集概率,仅在互斥时成立,但独立事件不互斥。
- 选项C:结果可能超过1,显然错误。
- 选项D:$1 - P(AB)$与$P(A \cup B)$仅在特定情况下相等,一般不成立。