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数学
题目

设A,B,C三个事件两两相互独立,则A,B,C总体相互独立的充要条件是()A. AB与BC独立B. A cup B 与 B cup C 独立C. AB与B cup C 独立D. A与BC独立

设A,B,C三个事件两两相互独立,则A,B,C总体相互独立的充要条件是()

A. AB与BC独立

B. $A \cup B$ 与 $B \cup C$ 独立

C. AB与$B \cup C$ 独立

D. A与BC独立

题目解答

答案

D. A与BC独立

解析

本题考查事件独立性的相关知识,解题的关键在于明确事件两两相互独立和总体相互独立的定义,并根据这些定义来分析各个选项与$A$,$B$,$C$总体相互独立之间的关系。

事件独立性的定义

  • 若事件$A$,$B$,$C$两两相互独立,则有$P(AB)=P(A)P(B)$,$P(AC)=P(A)P(C)$,$P(BC)=P(B)P(C)$。
  • 若事件$A$,$B$,$C$总体相互独立,则除了满足两两相互独立外,还需满足$P(ABC)=P(A)P(B)P(C)$。

对各选项的分析

  • 选项A:$AB$与$BC$独立
    若$AB$与$BC$独立,则$P(AB\cap BC)=P(AB)P(BC)$。
    因为$AB\cap BC = ABC$,所以$P(ABC)=P(AB)P(BC)$。
    又因为$A$,$B$,$C$两两相互独立,即$P(AB)=P(A)P(B)$,$P(BC)=P(B)P(C)$,那么$P(ABC)=P(A)P(B)P(B)P(C)$,这与$P(ABC)=P(A)P(B)P(C)$不一定相等,所以不能推出$A$,$B$,$C$总体相互独立,该选项错误。
  • 选项B:$A \cup B$与$B \cup C$独立
    若$A \cup B$与$B \cup C$独立,则$P((A \cup B)\cap (B \cup C))=P(A \cup B)P(B \cup C)$。
    根据集合运算$(A \cup B)\cap (B \cup C)=(A\cap B)\cup (A\cap C)\cup (B\cap C)$,$P(A \cup B)=P(A)+P(B)-P(AB)$,$P(B \cup C)=P(B)+P(C)-P(BC)$。
    此条件无法直接推出$P(ABC)=P(A)P(B)P(C)$,所以不能推出$A$,$B$,$C$总体相互独立,该选项错误。
  • 选项C:$AB$与$B \cup C$独立
    若$AB$与$B \cup C$独立,则$P(AB\cap (B \cup C))=P(AB)P(B \cup C)$。
    因为$AB\cap (B \cup C)=(AB\cap B)\cup (AB\cap C)=AB\cup ABC = AB$,所以$P(AB)=P(AB)P(B \cup C)$。
    即$P(B \cup C)=1$,这与$P(ABC)=P(A)P(B)P(C)$没有直接关联,所以不能推出$A$,$B$,$C$总体相互独立,该选项错误。
  • 选项D:$A$与$BC$独立
    若$A$与$BC$独立,则$P(A\cap BC)=P(A)P(BC)$。
    因为$A\cap BC = ABC$,且$A$,$B$,$C$两两相互独立,即$P(BC)=P(B)P(C)$,所以$P(ABC)=P(A)P(B)P(C)$,满足$A$,$B$,$C$总体相互独立的条件。
    反之,若$A$,$B$,$C$总体相互独立,则$P(ABC)=P(A)P(B)P(C)$,又因为$P(BC)=P(B)P(C)$,所以$P(A\cap BC)=P(A)P(BC)$,即$A$与$BC$独立。
    所以$A$与$BC$独立是$A$,$B$,$C$总体相互独立的充要条件,该选项正确。

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