题目
设事件 A, B, C 两两独立,则下面选项错误的是( ).A. P(overline(A)C) = P(overline(A))P(C)B. P(ABC) = P(AB)P(C)C. P(overline(A)overline(B)) = P(overline(A))P(overline(B))D. P(BC) = P(B)P(C)
设事件 $A, B, C$ 两两独立,则下面选项错误的是( ). A. $P(\overline{A}C) = P(\overline{A})P(C)$ B. $P(ABC) = P(AB)P(C)$ C. $P(\overline{A}\overline{B}) = P(\overline{A})P(\overline{B})$ D. $P(BC) = P(B)P(C)$
题目解答
答案
我们来逐项分析这道概率题。
题目给出:事件 $ A, B, C $ **两两独立**。
首先,明确“两两独立”的定义:
> 事件 $ A, B, C $ 两两独立,是指:
> - $ P(AB) = P(A)P(B) $
> - $ P(AC) = P(A)P(C) $
> - $ P(BC) = P(B)P(C) $
但注意:**两两独立** **不等于** **相互独立**。相互独立还需要额外条件:
> $ P(ABC) = P(A)P(B)P(C) $
而题目只说了“两两独立”,没有说相互独立,因此不能推出 $ P(ABC) = P(A)P(B)P(C) $。
现在我们逐个分析选项,找出**错误**的选项。
---
**选项 A:** $ P(\overline{A}C) = P(\overline{A})P(C) $
我们要判断 $ \overline{A} $ 与 $ C $ 是否独立。
已知 $ A $ 与 $ C $ 独立(因为两两独立),即 $ P(AC) = P(A)P(C) $
我们想验证 $ \overline{A} $ 与 $ C $ 是否独立。
利用概率公式:
$$
P(\overline{A}C) = P(C) - P(AC)
$$
因为 $ \overline{A}C $ 是 $ C $ 中不包含 $ A $ 的部分。
由 $ A $ 与 $ C $ 独立,有 $ P(AC) = P(A)P(C) $,代入得:
$$
P(\overline{A}C) = P(C) - P(A)P(C) = P(C)(1 - P(A)) = P(\overline{A})P(C)
$$
所以,$ P(\overline{A}C) = P(\overline{A})P(C) $ 成立。
✅ **A 正确**
---
**选项 B:** $ P(ABC) = P(AB)P(C) $
我们分析这个等式是否一定成立。
右边:$ P(AB)P(C) $
由两两独立,$ P(AB) = P(A)P(B) $,所以右边为 $ P(A)P(B)P(C) $
左边:$ P(ABC) $
但注意:**两两独立不能推出 $ P(ABC) = P(A)P(B)P(C) $**,这是相互独立才有的性质。
举个反例即可说明这个等式不一定成立。
**反例构造(经典反例):**
设样本空间有 4 个等可能结果:$ \omega_1, \omega_2, \omega_3, \omega_4 $,每个概率为 $ \frac{1}{4} $
定义事件:
- $ A = \{\omega_1, \omega_2\} $,$ P(A) = \frac{1}{2} $
- $ B = \{\omega_1, \omega_3\} $,$ P(B) = \frac{1}{2} $
- $ C = \{\omega_1, \omega_4\} $,$ P(C) = \frac{1}{2} $
计算两两交集:
- $ AB = \{\omega_1\} $,$ P(AB) = \frac{1}{4} = \frac{1}{2} \cdot \frac{1}{2} $,独立
- $ AC = \{\omega_1\} $,$ P(AC) = \frac{1}{4} = P(A)P(C) $,独立
- $ BC = \{\omega_1\} $,$ P(BC) = \frac{1}{4} = P(B)P(C) $,独立
所以 $ A, B, C $ 两两独立。
但 $ ABC = \{\omega_1\} $,$ P(ABC) = \frac{1}{4} $
而 $ P(A)P(B)P(C) = \frac{1}{2} \cdot \frac{1}{2} \cdot \frac{1}{2} = \frac{1}{8} \ne \frac{1}{4} $
所以 $ P(ABC) \ne P(A)P(B)P(C) $
再看选项 B:$ P(ABC) = P(AB)P(C) $
计算右边:$ P(AB) = \frac{1}{4} $,$ P(C) = \frac{1}{2} $,所以 $ P(AB)P(C) = \frac{1}{4} \cdot \frac{1}{2} = \frac{1}{8} $
左边 $ P(ABC) = \frac{1}{4} \ne \frac{1}{8} $
所以 **B 不成立**
❌ **B 错误**
---
我们继续验证其他选项,看是否只有一个错误选项(通常单选题)。
---
**选项 C:** $ P(\overline{A}\overline{B}) = P(\overline{A})P(\overline{B}) $
即 $ \overline{A} $ 与 $ \overline{B} $ 是否独立。
已知 $ A $ 与 $ B $ 独立,即 $ P(AB) = P(A)P(B) $
我们来推导 $ P(\overline{A}\overline{B}) $
$$
P(\overline{A}\overline{B}) = P(\overline{A \cup B}) = 1 - P(A \cup B) = 1 - [P(A) + P(B) - P(AB)]
$$
由 $ A, B $ 独立,$ P(AB) = P(A)P(B) $,代入得:
$$
= 1 - P(A) - P(B) + P(A)P(B)
= (1 - P(A))(1 - P(B)) = P(\overline{A})P(\overline{B})
$$
所以成立。
✅ **C 正确**
---
**选项 D:** $ P(BC) = P(B)P(C) $
这是两两独立的直接条件之一!
题目说 $ A, B, C $ 两两独立,所以 $ B $ 与 $ C $ 独立,即 $ P(BC) = P(B)P(C) $
✅ **D 正确**
---
综上:
- A 正确
- **B 错误**
- C 正确
- D 正确
所以,**错误的选项是 B**
---
**答案:** $ \boxed{B} $
解析
考查要点:本题主要考查事件的独立性概念,特别是两两独立与相互独立的区别。关键在于理解两两独立不能推出三个事件同时独立,从而判断选项中涉及三个事件联合概率的等式是否成立。
解题核心思路:
- 明确两两独立的定义:任意两个事件独立,即$P(AB)=P(A)P(B)$,$P(AC)=P(A)P(C)$,$P(BC)=P(B)P(C)$。
- 区分两两独立与相互独立:相互独立还需满足$P(ABC)=P(A)P(B)P(C)$,但题目未给出此条件。
- 逐项验证:通过公式推导或构造反例,判断各选项是否一定成立。
破题关键点:
- 选项B涉及三个事件的联合概率$P(ABC)$,需注意两两独立无法保证$P(ABC)=P(A)P(B)P(C)$,因此需验证等式是否成立。
- 选项A、C、D可通过独立性的性质或补事件的独立性直接推导。
选项A:$P(\overline{A}C) = P(\overline{A})P(C)$
- 关键推导:
由$A$与$C$独立,得$P(AC)=P(A)P(C)$。
$P(\overline{A}C) = P(C) - P(AC) = P(C) - P(A)P(C) = P(C)(1 - P(A)) = P(\overline{A})P(C).$
结论:等式成立,选项A正确。
选项B:$P(ABC) = P(AB)P(C)$
- 反例验证:
构造样本空间$\{\omega_1, \omega_2, \omega_3, \omega_4\}$,定义事件:- $A = \{\omega_1, \omega_2\}$,$P(A) = \frac{1}{2}$
- $B = \{\omega_1, \omega_3\}$,$P(B) = \frac{1}{2}$
- $C = \{\omega_1, \omega_4\}$,$P(C) = \frac{1}{2}$
验证两两独立: - $P(AB) = P(\{\omega_1\}) = \frac{1}{4} = P(A)P(B)$
- $P(AC) = P(\{\omega_1\}) = \frac{1}{4} = P(A)P(C)$
- $P(BC) = P(\{\omega_1\}) = \frac{1}{4} = P(B)P(C)$
但$P(ABC) = P(\{\omega_1\}) = \frac{1}{4}$,而$P(AB)P(C) = \frac{1}{4} \cdot \frac{1}{2} = \frac{1}{8}$,两者不等。
结论:等式不成立,选项B错误。
选项C:$P(\overline{A}\overline{B}) = P(\overline{A})P(\overline{B})$
- 关键推导:
由$A$与$B$独立,得:
$P(\overline{A}\overline{B}) = 1 - P(A \cup B) = 1 - [P(A) + P(B) - P(AB)] = (1 - P(A))(1 - P(B)) = P(\overline{A})P(\overline{B}).$
结论:等式成立,选项C正确。
选项D:$P(BC) = P(B)P(C)$
- 直接结论:根据两两独立的定义,$B$与$C$独立,故等式成立。选项D正确。