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数学
题目

下列说法错误的是() A若事件A与B相互独立,则overline(A)与overline(B)未必相互独立 B若事件A与B相互独立,则A与overline(B)也一定相互独立 C任一事件A与必然事件Omega一定相互独立 D任一事件A与不可能事件Phi一定相互独立

下列说法错误的是()

A若事件$A$与$B$相互独立,则$\overline{A}$与$\overline{B}$未必相互独立

B若事件$A$与$B$相互独立,则$A$与$\overline{B}$也一定相互独立

C任一事件$A$与必然事件$\Omega$一定相互独立

D任一事件$A$与不可能事件$\Phi$一定相互独立

题目解答

答案

为了确定哪个说法是错误的,我们需要分析每个选项中给出的陈述。让我们从回顾事件独立性的定义开始。两个事件 $A$ 和 $B$ 是独立的,如果它们的交集的概率等于它们各自概率的乘积,即 $P(A \cap B) = P(A)P(B)$。

选项A: 若事件 $A$ 与 $B$ 相互独立,则 $\overline{A}$ 与 $\overline{B}$ 未必相互独立。

如果 $A$ 和 $B$ 是独立的,那么 $P(A \cap B) = P(A)P(B)$。我们需要检查 $\overline{A}$ 和 $\overline{B}$ 是否独立。两个事件 $\overline{A}$ 和 $\overline{B}$ 的交集是 $\overline{A} \cap \overline{B} = \overline{A \cup B}$。因此,我们有:
$P(\overline{A} \cap \overline{B}) = P(\overline{A \cup B}) = 1 - P(A \cup B).$
使用两个事件的并集公式,我们得到:
$P(A \cup B) = P(A) + P(B) - P(A \cap B) = P(A) + P(B) - P(A)P(B).$
因此,
$P(\overline{A} \cap \overline{B}) = 1 - (P(A) + P(B) - P(A)P(B)) = 1 - P(A) - P(B) + P(A)P(B).$
现在,让我们计算 $P(\overline{A})P(\overline{B})$:
$P(\overline{A}) = 1 - P(A) \quad \text{和} \quad P(\overline{B}) = 1 - P(B),$
所以,
$P(\overline{A})P(\overline{B}) = (1 - P(A))(1 - P(B)) = 1 - P(A) - P(B) + P(A)P(B).$
我们看到 $P(\overline{A} \cap \overline{B}) = P(\overline{A})P(\overline{B})$,这意味着 $\overline{A}$ 和 $\overline{B}$ 是独立的。因此,选项A是错误的。

选项B: 若事件 $A$ 与 $B$ 相互独立,则 $A$ 与 $\overline{B}$ 也一定相互独立。

如果 $A$ 和 $B$ 是独立的,那么 $P(A \cap B) = P(A)P(B)$。我们需要检查 $A$ 和 $\overline{B}$ 是否独立。两个事件 $A$ 和 $\overline{B}$ 的交集是 $A \cap \overline{B} = A - A \cap B$。因此,我们有:
$P(A \cap \overline{B}) = P(A - A \cap B) = P(A) - P(A \cap B) = P(A) - P(A)P(B) = P(A)(1 - P(B)) = P(A)P(\overline{B}).$
这意味着 $A$ 和 $\overline{B}$ 是独立的。因此,选项B是正确的。

选项C: 任一事件 $A$ 与必然事件 $\Omega$ 一定相互独立。

必然事件 $\Omega$ 的概率是 $P(\Omega) = 1$。对于任何事件 $A$,我们有:
$P(A \cap \Omega) = P(A) = P(A) \cdot 1 = P(A)P(\Omega).$
这意味着 $A$ 和 $\Omega$ 是独立的。因此,选项C是正确的。

选项D: 任一事件 $A$ 与不可能事件 $\Phi$ 一定相互独立。

不可能事件 $\Phi$ 的概率是 $P(\Phi) = 0$。对于任何事件 $A$,我们有:
$P(A \cap \Phi) = P(\Phi) = 0 = P(A) \cdot 0 = P(A)P(\Phi).$
这意味着 $A$ 和 $\Phi$ 是独立的。因此,选项D是正确的。

由于选项A是唯一错误的陈述,答案是:
$\boxed{A}$

解析

考查要点:本题主要考查事件独立性的基本性质,特别是独立事件的补集、必然事件与不可能事件的独立性。

解题核心思路:

  1. 独立事件的定义:两个事件$A$和$B$独立,当且仅当$P(A \cap B) = P(A)P(B)$。
  2. 补集的独立性:若$A$与$B$独立,则$\overline{A}$与$\overline{B}$一定独立(可通过概率公式推导验证)。
  3. 必然事件与不可能事件的独立性:必然事件$\Omega$和不可能事件$\Phi$与任何事件均独立(由概率性质直接得出)。

破题关键点:

  • 选项A的关键在于理解独立事件的补集必然独立,而非“未必独立”。
  • 选项B需通过概率公式验证$A$与$\overline{B}$的独立性。
  • 选项C和D直接利用必然事件和不可能事件的概率特性即可判断。

选项A分析

若$A$与$B$独立,则$P(A \cap B) = P(A)P(B)$。
计算$\overline{A}$与$\overline{B}$的交集概率:
$P(\overline{A} \cap \overline{B}) = 1 - P(A \cup B) = 1 - [P(A) + P(B) - P(A)P(B)] = 1 - P(A) - P(B) + P(A)P(B).$
计算$\overline{A}$和$\overline{B}$的概率乘积:
$P(\overline{A})P(\overline{B}) = (1 - P(A))(1 - P(B)) = 1 - P(A) - P(B) + P(A)P(B).$
两者相等,说明$\overline{A}$与$\overline{B}$一定独立,因此选项A错误。

选项B分析

若$A$与$B$独立,则:
$P(A \cap \overline{B}) = P(A) - P(A \cap B) = P(A) - P(A)P(B) = P(A)(1 - P(B)) = P(A)P(\overline{B}).$
满足独立性定义,因此选项B正确。

选项C分析

必然事件$\Omega$的概率为$1$,对任意事件$A$:
$P(A \cap \Omega) = P(A) = P(A) \cdot 1 = P(A)P(\Omega).$
因此选项C正确。

选项D分析

不可能事件$\Phi$的概率为$0$,对任意事件$A$:
$P(A \cap \Phi) = 0 = P(A) \cdot 0 = P(A)P(\Phi).$
因此选项D正确。

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