袋中有10个球,分别编有号码1,2,...,10,从中任取1球,设 A=取得球的号码是偶数, B=取得球的号码是奇数, C=取得球的号码小于5, 问下列运算表示什么事件:(1) Acup B; (2) AB; (3) AC; (4) overline(AC); (5) overline(AC); (6) overline(Bcup C); (7) A-C.
袋中有10个球,分别编有号码1,2,...,10,从中任取1球,设 $A=\{取得球的号码是偶数\}$, $B=\{取得球的号码是奇数\}$, $C=\{取得球的号码小于5\}$, 问下列运算表示什么事件: (1) $A\cup B$; (2) $AB$; (3) $AC$; (4) $\overline{AC}$; (5) $\overline{AC}$; (6) $\overline{B\cup C}$; (7) $A-C$.
题目解答
答案
我们来逐步分析这道概率题。
袋中有10个球,编号为:1, 2, 3, ..., 10。从中任取一个球,样本空间为:
$S = \{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10\}$
定义三个事件:
- $ A = \{取得球的号码是偶数\} = \{2, 4, 6, 8, 10\} $
- $ B = \{取得球的号码是奇数\} = \{1, 3, 5, 7, 9\} $
- $ C = \{取得球的号码小于5\} = \{1, 2, 3, 4\} $
注意:$A$ 和 $B$ 是互为补集,因为每个号码要么是偶数,要么是奇数,且没有重叠,合起来是整个样本空间。
下面我们逐个分析每个运算表示的事件。
(1) $ A \cup B $
这是事件 $A$ 与事件 $B$ 的并集,表示“取得的球是偶数或奇数”。
由于每个号码不是奇数就是偶数,所以 $A \cup B$ 包含所有可能的号码。
$A \cup B = \{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10\} = S$
表示的事件是:取得球的号码是任意一个号码(必然事件)。
(2) $ AB $
这是事件 $A$ 与 $B$ 的交集,记作 $A \cap B$,表示“取得的球既是偶数又是奇数”。
但一个整数不可能既是奇数又是偶数,因此没有公共元素。
$A \cap B = \emptyset$
表示的事件是:不可能事件(取得的球号码既是偶数又是奇数)。
(3) $ AC $
这是 $A \cap C$,表示“取得的球号码既是偶数,又小于5”。
先看 $A = \{2,4,6,8,10\}$,$C = \{1,2,3,4\}$
交集为:$A \cap C = \{2,4\}$
表示的事件是:取得球的号码是小于5的偶数,即号码为2或4。
(4) $ \overline{AC} $
注意:这里 $AC$ 是 $A \cap C$,所以 $\overline{AC}$ 是 $A \cap C$ 的补集。
即:不满足“号码是偶数且小于5”的事件。
前面 $A \cap C = \{2,4\}$,所以其补集为:
$\overline{A \cap C} = S \setminus \{2,4\} = \{1,3,5,6,7,8,9,10\}$
表示的事件是:取得的球号码不是(偶数且小于5),即号码不是2或4。
也可以理解为:号码是奇数,或不小于5,或两者兼有。
(5) $ \overline{AC} $
这个和第(4)问完全一样,重复了。
所以答案也相同:
表示的事件是:取得的球号码不是2且不是4(即不属于事件 $A \cap C$)。
(6) $ \overline{B \cup C} $
先算 $B \cup C$,再取补集。
- $B = \{1,3,5,7,9\}$(奇数)
- $C = \{1,2,3,4\}$(小于5)
并集 $B \cup C = \{1,2,3,4,5,7,9\}$
(合并两个集合,去掉重复)
所以补集为:
$\overline{B \cup C} = S \setminus (B \cup C) = \{6,8,10\}$
这个集合是:既不是奇数,也不小于5 的号码。
即:是偶数且大于等于5 的号码。
表示的事件是:取得的球号码是大于等于5的偶数,即6, 8, 10。
(7) $ A - C $
集合差:$A - C = A \setminus C = \{x \mid x \in A \text{ 且 } x \notin C\}$
$A = \{2,4,6,8,10\}$,$C = \{1,2,3,4\}$
去掉 $A$ 中属于 $C$ 的元素(即2和4),剩下:
$A - C = \{6,8,10\}$
表示的事件是:取得的球号码是偶数但不小于5,即大于等于6的偶数。
最终答案总结:
(1) $ A \cup B $:必然事件,取得任意号码(样本空间)。
(2) $ AB $:不可能事件,号码既是偶数又是奇数。
(3) $ AC $:取得号码是小于5的偶数(即2或4)。
(4) $ \overline{AC} $:取得号码不是2且不是4(即不属于 $A \cap C$)。
(5) $ \overline{AC} $:同(4),取得号码不是2且不是4。
(6) $ \overline{B \cup C} $:取得号码是6、8或10(大于等于6的偶数)。
(7) $ A - C $:取得号码是6、8或10(偶数且不小于5)。
答案框:
$\boxed{ \begin{aligned}&(1)\ \text{必然事件(取得任意号码)} \\&(2)\ \text{不可能事件(号码既是偶数又是奇数)} \\&(3)\ \text{取得号码是小于5的偶数(2或4)} \\&(4)\ \text{取得号码不是2且不是4} \\&(5)\ \text{同(4),取得号码不是2且不是4} \\&(6)\ \text{取得号码为6、8或10} \\&(7)\ \text{取得号码为6、8或10(偶数且不小于5)}\end{aligned} }$
解析
考查要点:本题主要考查事件运算的实际意义,包括并集、交集、补集、差集等基本概念的应用。
解题思路:
- 明确事件定义:根据题目给出的事件A、B、C的具体元素,确定每个事件对应的样本点集合。
- 理解运算符号:结合集合运算(如∪、∩、补集、差集)的定义,分析运算结果对应的样本点集合。
- 语言转化:将集合运算结果转化为自然语言描述的事件。
关键点:
- 互斥事件:A和B互为补集,无交集且并集为样本空间。
- 补集与差集的区别:补集是相对于样本空间的补,差集是相对于特定集合的补。
第(1)题
运算:$A \cup B$
分析:
- $A$是偶数集合,$B$是奇数集合,二者互斥且并集覆盖整个样本空间。
- 结果:必然事件,即“取得任意号码”。
第(2)题
运算:$AB$(即$A \cap B$)
分析:
- 奇数和偶数不可能同时成立,交集为空集。
- 结果:不可能事件,即“号码既是偶数又是奇数”。
第(3)题
运算:$AC$(即$A \cap C$)
分析:
- $A$中的偶数与$C$中小于5的数取交集,即$\{2,4\}$。
- 结果:取得号码是小于5的偶数(2或4)。
第(4)题
运算:$\overline{AC}$(即$\overline{A \cap C}$)
分析:
- $A \cap C = \{2,4\}$,补集为所有不属于$\{2,4\}$的号码。
- 结果:取得号码不是2且不是4。
第(5)题
运算:$\overline{AC}$(同第(4)题)
分析:
- 重复第(4)题,答案相同。
第(6)题
运算:$\overline{B \cup C}$
分析:
- 并集:$B \cup C = \{1,2,3,4,5,7,9\}$(奇数或小于5的数)。
- 补集:剩余元素为$\{6,8,10\}$,即偶数且不小于5。
- 结果:取得号码为6、8或10。
第(7)题
运算:$A - C$
分析:
- $A$中的偶数排除属于$C$的部分(即2和4),剩余$\{6,8,10\}$。
- 结果:取得号码是偶数且不小于5。