设 A,B,C 为三个事件, 试用 A,B,C 的运算式表示下列事件:(1) A 发生, B,C 都不发生;(2) A 与 B 发生, C 不发生;(3) A,B,C 都发生;(4) A,B,C 至少有一个发生;(5) A,B,C 都不发生;(6) A,B,C 不都发生;(7) A,B,C 至多有两个发生;(8) A,B,C 至少有两个发生.
设 A,B,C 为三个事件, 试用 A,B,C 的运算式表示下列事件: (1) A 发生, B,C 都不发生; (2) A 与 B 发生, C 不发生; (3) A,B,C 都发生; (4) A,B,C 至少有一个发生; (5) A,B,C 都不发生; (6) A,B,C 不都发生; (7) A,B,C 至多有两个发生; (8) A,B,C 至少有两个发生.
题目解答
答案
我们设事件 $ A, B, C $ 是三个随机事件。我们用集合运算(交、并、补)来表示这些事件之间的关系。记:
- $ A $:事件 A 发生
- $ \overline{A} $:事件 A 不发生(即 A 的补事件)
- $ A \cup B $:A 或 B 发生(至少一个发生)
- $ A \cap B $:A 和 B 同时发生(也可简写为 $ AB $)
下面我们逐个分析题目中的各个事件:
(1) A 发生,B、C 都不发生
- A 发生:$ A $
- B 不发生:$ \overline{B} $
- C 不发生:$ \overline{C} $
- 三者同时发生:$ A \cap \overline{B} \cap \overline{C} $
答案: $ A \overline{B} \overline{C} $
(2) A 与 B 发生,C 不发生
- A 发生:$ A $
- B 发生:$ B $
- C 不发生:$ \overline{C} $
- 三者同时:$ A \cap B \cap \overline{C} $
答案: $ AB\overline{C} $
(3) A、B、C 都发生
- 三个事件同时发生:$ A \cap B \cap C $
答案: $ ABC $
(4) A、B、C 至少有一个发生
- 至少一个发生,即 A 或 B 或 C 发生:取三者的并集
答案: $ A \cup B \cup C $
(5) A、B、C 都不发生
- A 不发生:$ \overline{A} $
- B 不发生:$ \overline{B} $
- C 不发生:$ \overline{C} $
- 三者都不发生:同时成立,即交集
答案: $ \overline{A} \cap \overline{B} \cap \overline{C} $,也可写作 $ \overline{A}\,\overline{B}\,\overline{C} $
(6) A、B、C 不都发生
- “不都发生”表示:不是三者都发生,即至少有一个不发生
- 也就是 $ ABC $ 的补事件
答案: $ \overline{ABC} = \overline{A \cap B \cap C} $
也可以写成:$ \overline{A} \cup \overline{B} \cup \overline{C} $(根据德摩根律)
答案: $ \overline{ABC} $ 或 $ \overline{A} \cup \overline{B} \cup \overline{C} $
(7) A、B、C 至多有两个发生
- “至多有两个发生”:即 不可能三个都发生
- 也就是说,三个事件中发生 0 个、1 个或 2 个,但不能是 3 个
- 等价于 “不是三个都发生”
这与第 (6) 问 完全相同
> 注意:“不都发生” = “至少一个不发生” = “至多两个发生”
所以 (6) 和 (7) 是同一个事件
答案: $ \overline{ABC} $ 或 $ \overline{A} \cup \overline{B} \cup \overline{C} $
(8) A、B、C 至少有两个发生
- 至少有两个发生,包括以下情况:
- A 和 B 发生,C 不发生:$ AB\overline{C} $
- A 和 C 发生,B 不发生:$ A\overline{B}C $
- B 和 C 发生,A 不发生:$ \overline{A}BC $
- A、B、C 都发生:$ ABC $
所以总事件是这四个互斥情况的并集:
$AB\overline{C} \cup A\overline{B}C \cup \overline{A}BC \cup ABC$
也可以简化为:任意两个发生,并允许第三个发生或不发生
另一种表达方式是:
$AB \cup BC \cup AC$
> 解释:$ AB $ 表示 A 和 B 都发生,不管 C 如何,此时至少有两个发生;同理 $ BC $、$ AC $。这三个事件的并集就涵盖了“至少有两个发生”的所有情况(包括三个都发生的情况,它被包含在每一对中)。
验证:当 ABC 都发生时,$ AB $、$ BC $、$ AC $ 都发生,所以包含在并集中。
所以更简洁的写法是:
答案: $ AB \cup BC \cup AC $
最终答案汇总:
(1) $ A \overline{B} \overline{C} $
(2) $ AB\overline{C} $
(3) $ ABC $
(4) $ A \cup B \cup C $
(5) $ \overline{A} \overline{B} \overline{C} $
(6) $ \overline{ABC} $ 或 $ \overline{A} \cup \overline{B} \cup \overline{C} $
(7) $ \overline{ABC} $ 或 $ \overline{A} \cup \overline{B} \cup \overline{C} $
(8) $ AB \cup BC \cup AC $
特别注意:
- (6) 和 (7) 是等价的:“不都发生” = “至多两个发生”
- (8) 不能写成 $ ABC $,那是“都发生”,范围太小
- 使用集合运算时,交表示“同时”,并表示“或者”,补表示“不发生”
\boxed{
\begin{aligned}&(1)\ A\overline{B}\overline{C} \\&(2)\ AB\overline{C} \\&(3)\ ABC \\&(4)\ A \cup B \cup C \\&(5)\ \overline{A}\,\overline{B}\,\overline{C} \\&(6)\ \overline{ABC} \text{ 或 } \overline{A} \cup \overline{B} \cup \overline{C} \\&(7)\ \overline{ABC} \text{ 或 } \overline{A} \cup \overline{B} \cup \overline{C} \\&(8)\ AB \cup BC \cup AC\end{aligned}
}
解析
考查要点:本题主要考查事件运算的基本概念,包括事件的交(同时发生)、并(至少一个发生)、补(不发生)以及它们的组合应用。需要根据题意准确将自然语言描述的事件转换为集合运算表达式。
解题核心思路:
- 明确事件关系:将题目中的“发生”“不发生”“至少有一个”“都不发生”等关键词转化为对应的集合运算。
- 灵活运用德摩根律:例如“不都发生”等价于“至少有一个不发生”,可通过补集和并集表示。
- 分类讨论复杂事件:如“至少有两个发生”需拆解为多个互斥情况的并集。
(1) A 发生,B、C 都不发生
- 关键:A 发生,B 和 C 同时不发生。
- 运算:$A \cap \overline{B} \cap \overline{C}$,简写为 $A\overline{B}\overline{C}$。
(2) A 与 B 发生,C 不发生
- 关键:A 和 B 同时发生,C 不发生。
- 运算:$A \cap B \cap \overline{C}$,简写为 $AB\overline{C}$。
(3) A、B、C 都发生
- 关键:三个事件同时发生。
- 运算:$A \cap B \cap C$,简写为 $ABC$。
(4) A、B、C 至少有一个发生
- 关键:至少一个事件发生。
- 运算:$A \cup B \cup C$。
(5) A、B、C 都不发生
- 关键:三个事件均不发生。
- 运算:$\overline{A} \cap \overline{B} \cap \overline{C}$,简写为 $\overline{A}\,\overline{B}\,\overline{C}$。
(6) A、B、C 不都发生
- 关键:至少有一个不发生。
- 运算:$\overline{ABC}$ 或 $\overline{A} \cup \overline{B} \cup \overline{C}$(德摩根律)。
(7) A、B、C 至多有两个发生
- 关键:不能全部发生。
- 等价性:与第 (6) 问等价,答案同上。
(8) A、B、C 至少有两个发生
- 关键:包含恰好两个发生或全部发生的情况。
- 运算:$AB \cup BC \cup AC$(任意两两交的并集)。