设 A, B 是随机事件,且 P(A|B)=0,则以下命题中正确的是( )A. A, B 互不相容B. P(B|overline(A))=0C. P(A)=0 或 P(B)=0D. A, B 可以不互斥
设 $A, B$ 是随机事件,且 $P(A|B)=0$,则以下命题中正确的是( ) A. $A, B$ 互不相容 B. $P(B|\overline{A})=0$ C. $P(A)=0$ 或 $P(B)=0$ D. $A, B$ 可以不互斥
题目解答
答案
我们来逐条分析这个概率题。
题目给出:设 $ A, B $ 是随机事件,且
$P(A|B) = 0$
根据条件概率的定义:
$P(A|B) = \frac{P(A \cap B)}{P(B)}, \quad \text{当 } P(B) > 0$
题目中给出 $ P(A|B) = 0 $,我们分步骤分析。
第一步:从 $ P(A|B) = 0 $ 能推出什么?
$P(A|B) = \frac{P(A \cap B)}{P(B)} = 0$
这个等式成立的前提是 $ P(B) > 0 $,否则条件概率无定义。所以我们默认 $ P(B) > 0 $,否则 $ P(A|B) $ 没有意义。
于是:
$\frac{P(A \cap B)}{P(B)} = 0 \Rightarrow P(A \cap B) = 0$
所以我们可以得出:
$P(A \cap B) = 0$
注意:这不等于 $ A \cap B = \emptyset $,只是它们的交集的概率为 0。
分析选项:
A. $ A, B $ 互不相容
互不相容(互斥)的定义是:$ A \cap B = \emptyset $,即两个事件不可能同时发生。
但我们目前只知道 $ P(A \cap B) = 0 $,这比“互不相容”弱。
例如:在连续型分布中,比如在 $[0,1]$ 上均匀分布,事件 $ A = \{0.5\} $,$ B = [0,1] $,则 $ P(A \cap B) = P(\{0.5\}) = 0 $,但 $ A \cap B = \{0.5\} \neq \emptyset $,所以不是互不相容。
因此,$ P(A \cap B) = 0 $ 并不能推出 $ A \cap B = \emptyset $,所以 A 不一定正确。
A 错误。
B. $ P(B|\overline{A}) = 0 $
我们来看这个条件概率:
$P(B|\overline{A}) = \frac{P(B \cap \overline{A})}{P(\overline{A})}, \quad \text{要求 } P(\overline{A}) > 0$
我们已知的是 $ P(A \cap B) = 0 $,即 $ A $ 和 $ B $ 同时发生的概率为 0。
但 $ B $ 可以完全落在 $ \overline{A} $ 中,即 $ B \subseteq \overline{A} $ 几乎处处成立(除了一个零概率集),这时 $ P(B \cap \overline{A}) = P(B) $,如果 $ P(B) > 0 $,且 $ P(\overline{A}) > 0 $,那么 $ P(B|\overline{A}) $ 可能大于 0。
举个反例:
设样本空间是 $[0,1]$ 上的均匀分布。
令:
- $ A = \{0.5\} $,则 $ P(A) = 0 $
- $ B = [0, 0.6] $,则 $ P(B) = 0.6 $
那么 $ A \cap B = \{0.5\} $,$ P(A \cap B) = 0 $,所以:
$P(A|B) = \frac{0}{0.6} = 0$
满足题设。
现在计算 $ P(B|\overline{A}) $:
- $ \overline{A} = [0,1] \setminus \{0.5\} $,$ P(\overline{A}) = 1 $
- $ B \cap \overline{A} = [0,0.6] \setminus \{0.5\} $,其概率仍为 0.6
所以:
$P(B|\overline{A}) = \frac{0.6}{1} = 0.6 \neq 0$
所以 B 不成立。
B 错误。
C. $ P(A) = 0 $ 或 $ P(B) = 0 $
我们已知 $ P(A \cap B) = 0 $,但不能推出 $ P(A) = 0 $ 或 $ P(B) = 0 $。
反例:还是上面那个例子。
- $ A = \{0.5\} $,$ P(A) = 0 $
- $ B = [0,0.6] $,$ P(B) = 0.6 > 0 $
- $ P(A \cap B) = 0 $,所以 $ P(A|B) = 0 $
这个例子中 $ P(A) = 0 $,满足“或”条件。
但我们能否构造一个 $ P(A) > 0 $,$ P(B) > 0 $,但 $ P(A \cap B) = 0 $ 的例子?
可以!
比如:
- $ A = [0, 0.4] $
- $ B = [0.6, 1] $
则 $ A \cap B = \emptyset $,所以 $ P(A \cap B) = 0 $,$ P(A) = 0.4 > 0 $,$ P(B) = 0.4 > 0 $
如果 $ P(B) > 0 $,则:
$P(A|B) = \frac{0}{0.4} = 0$
满足题设,但 $ P(A) > 0 $ 且 $ P(B) > 0 $,所以“$ P(A) = 0 $ 或 $ P(B) = 0 $”不成立。
因此 C 错误。
D. $ A, B $ 可以不互斥
“互斥”即 $ A \cap B = \emptyset $
我们现在知道 $ P(A|B) = 0 \Rightarrow P(A \cap B) = 0 $
但 $ P(A \cap B) = 0 $ 并不要求 $ A \cap B = \emptyset $,只要这个交集是零概率事件即可。
例如:$ A = \{0.5\} $,$ B = [0,1] $,则 $ A \cap B = \{0.5\} \neq \emptyset $,但 $ P(A \cap B) = 0 $,所以 $ P(A|B) = 0 $
这说明 $ A $ 和 $ B $ 不是互斥的(因为交集非空),但仍然满足 $ P(A|B) = 0 $
所以,满足条件 $ P(A|B) = 0 $ 的事件 $ A, B $ 可以不互斥。
因此 D 说“可以不互斥”,意思是“不一定互斥”,是正确的。
D 正确。
最终结论:
正确选项是:
$\boxed{D}$
解析
考查要点:本题主要考查条件概率的性质及事件间的关系,重点在于理解条件概率为零的含义及其对事件间关系的影响。
解题核心思路:
- 条件概率公式:由 $P(A|B) = 0$ 推导出 $P(A \cap B) = 0$,但需注意这并不等价于 $A \cap B = \emptyset$。
- 事件关系分析:需区分“概率为零”与“事件本身不可能发生”的区别,结合反例验证各选项的正确性。
破题关键点:
- 选项D的关键在于理解 $P(A \cap B) = 0$ 仅说明两事件“几乎不相交”(概率为零),但允许交集非空,因此两事件可以不互斥。
选项分析
选项A:$A, B$ 互不相容
- 互不相容要求 $A \cap B = \emptyset$,但 $P(A \cap B) = 0$ 仅说明交集概率为零,而非事件本身不可能发生。
- 反例:在均匀分布 $[0,1]$ 中,令 $A = \{0.5\}$,$B = [0,1]$,此时 $P(A \cap B) = 0$,但 $A \cap B \neq \emptyset$。
- 结论:A错误。
选项B:$P(B|\overline{A}) = 0$
- 条件概率公式:$P(B|\overline{A}) = \frac{P(B \cap \overline{A})}{P(\overline{A})}$。
- 反例:若 $B \subseteq \overline{A}$(除零概率集外),则 $P(B \cap \overline{A}) = P(B) > 0$,此时 $P(B|\overline{A}) > 0$。
- 结论:B错误。
选项C:$P(A) = 0$ 或 $P(B) = 0$
- 反例:设 $A = [0,0.4]$,$B = [0.6,1]$,则 $P(A) = 0.4$,$P(B) = 0.4$,但 $P(A \cap B) = 0$。
- 结论:C错误。
选项D:$A, B$ 可以不互斥
- 关键:$P(A \cap B) = 0$ 允许 $A \cap B \neq \emptyset$(如 $A = \{0.5\}$,$B = [0,1]$)。
- 结论:D正确。