写出下列随机试验的样本空间:(1)抛三枚硬币;(2)抛三颗骰子;(3)连续抛一枚硬币,直至出现正面为止;(4)口袋中有黑、白、红球各一个,先从中任取出一个,放回后再任取出一个;(5)口袋中有黑、白、红球各一个,先从中任取出一个,不放回后再任取出一个.
写出下列随机试验的样本空间:
(1)抛三枚硬币;
(2)抛三颗骰子;
(3)连续抛一枚硬币,直至出现正面为止;
(4)口袋中有黑、白、红球各一个,先从中任取出一个,放回后再任取出一个;
(5)口袋中有黑、白、红球各一个,先从中任取出一个,不放回后再任取出一个.
题目解答
答案
(1) 抛三枚硬币:每一枚硬币有两个可能的结果,即正面(H)和反面(T)。因此,抛三枚硬币的样本空间为:{HHH, HHT, HTH, HTT, THH, THT, TTH, TTT}。
(2) 抛三颗骰子:每颗骰子有六个可能的结果,即1、2、3、4、5、6。因此,抛三颗骰子的样本空间为:{(1, 1, 1), (1, 1, 2), (1, 1, 3), ..., (6, 6, 4), (6, 6, 5), (6, 6, 6)}。
(3) 连续抛一枚硬币,直至出现正面为止:每次抛硬币的结果有两个可能,即正面(H)和反面(T)。由于试验一直进行,直到出现正面为止,所以样本空间包括无限个元素,如{H, TH, TTH, TTTH, ...}。
(4) 口袋中有黑、白、红球各一个,先从中任取出一个,放回后再任取出一个:首先,我们从口袋中取出一个球,共有三种可能的结果,即黑球、白球和红球。然后,我们将取出的球放回口袋,并再次取出一个球。由于每次取球是独立的,所以第二次取球的结果仍然有三种可能。因此,样本空间为:{黑球-黑球, 黑球-白球, 黑球-红球, 白球-黑球, 白球-白球, 白球-红球, 红球-黑球, 红球-白球, 红球-红球}。
(5) 口袋中有黑、白、红球各一个,先从中任取出一个,不放回后再任取出一个:与(4)类似,不同之处在于第一次取球后,不再放回口袋。因此,第二次取球的结果受到第一次取球的影响。样本空间为:{黑球-白球, 黑球-红球, 白球-黑球, 白球-红球, 红球-黑球, 红球-白球}。
综上所述,分别对应的样本空间为:
(1) {HHH, HHT, HTH, HTT, THH, THT, TTH, TTT}
(2) {(1, 1, 1), (1, 1, 2), (1, 1, 3), ..., (6, 6, 4), (6, 6, 5), (6, 6, 6)}
(3) {H, TH, TTH, TTTH, ...}
(4) {黑球-黑球, 黑球-白球, 黑球-红球, 白球-黑球, 白球-白球, 白球-红球, 红球-黑球, 红球-白球, 红球-红球}
(5) {黑球-白球, 黑球-红球, 白球-黑球, 白球-红球, 红球-黑球, 红球-白球}
解析
样本空间是随机试验所有可能结果的集合。解题时需注意:
- 独立性:如抛硬币、骰子各次结果互不影响;
- 是否放回:抽球问题中放回或不放回会影响后续结果;
- 终止条件:如连续抛硬币直到出现正面,需考虑无限可能性。
第(1)题
关键:每枚硬币独立,结果为H或T。
三枚硬币的所有组合共有 $2^3=8$ 种,需列出所有排列。
第(2)题
关键:每颗骰子独立,结果为1-6。
三个骰子的有序组合共有 $6^3=216$ 种,用三元组表示。
第(3)题
关键:试验无限进行直到出现H。
样本空间为无限集:第一次H,或T后H,或TT后H,依此类推。
第(4)题
关键:放回使两次抽球独立。
第一次3种可能,第二次仍3种,共 $3 \times 3=9$ 种组合。
第(5)题
关键:不放回使第二次结果依赖第一次。
第一次3种,第二次2种,共 $3 \times 2=6$ 种排列。