设 A, B, C 是三个相互独立的事件,且 0 < P(C) < 1,则在下列给定的四对事件中不相互独立的是()A. overline(A cup B) 与 C;B. overline(A C) 与 overline(C);C. overline(A - B) 与 overline(C);D. overline(A B) 与 overline(C)
设 $A, B, C$ 是三个相互独立的事件,且 $0 < P(C) < 1$,则在下列给定的四对事件中不相互独立的是()
A. $\overline{A \cup B}$ 与 $C$;
B. $\overline{A C}$ 与 $\overline{C}$;
C. $\overline{A - B}$ 与 $\overline{C}$;
D. $\overline{A B}$ 与 $\overline{C}$
题目解答
答案
已知 $A, B, C$ 是三个相互独立的事件,且 $0 < P(C) < 1$。
我们需要判断给出的四对事件中,哪一对是不相互独立的。
根据事件相互独立的性质:
如果事件 $A, B, C$ 相互独立,那么它们各自的补事件 $\bar{A}, \bar{B}, \bar{C}$ 以及由它们构成的复合事件(如 $A \cup B$, $A \cap B$, $A - B$ 等)之间也保持着相应的独立性。
我们来逐一分析各个选项:
选项 A:$\overline{A \cup B}$ 与 $C$
事件 $\overline{A \cup B}$ 是由事件 $A$ 和 $B$ 经过并集和取补运算得到的。因为 $A, B, C$ 相互独立,所以由 $A$ 和 $B$ 构成的任何事件都与 $C$ 相互独立。
具体来说,$\overline{A \cup B} = \bar{A} \cap \bar{B}$。
$P(\overline{A \cup B} \cap C) = P(\bar{A} \cap \bar{B} \cap C)$
由于 $A, B, C$ 相互独立,它们的补事件 $\bar{A}, \bar{B}, \bar{C}$ 也相互独立,且 $\bar{A}$ 和 $\bar{B}$ 与 $C$ 相互独立。
$P(\bar{A} \cap \bar{B} \cap C) = P(\bar{A})P(\bar{B})P(C) = P(\overline{A \cup B})P(C)$
因此,$\overline{A \cup B}$ 与 $C$ 相互独立。
选项 B:$\overline{AC}$ 与 $\bar{C}$
事件 $\overline{AC}$ 表示 $A$ 和 $C$ 的交集的补集,即 $\overline{AC} = \overline{A \cap C}$。
我们需要判断 $\overline{A \cap C}$ 与 $\bar{C}$ 是否相互独立。
计算它们同时发生的概率:
$P(\overline{AC} \cap \bar{C}) = P(\overline{A \cap C} \cap \bar{C})$
因为 $\bar{C}$ 发生时,$C$ 不发生,所以 $A \cap C$ 必然不发生,即 $\bar{C} \subseteq \overline{A \cap C}$。
因此,$\overline{A \cap C} \cap \bar{C} = \bar{C}$。
所以,$P(\overline{AC} \cap \bar{C}) = P(\bar{C})$。
接下来计算它们各自概率的乘积:
$P(\overline{AC}) = 1 - P(A \cap C) = 1 - P(A)P(C)$ (因为 $A, C$ 独立)
$P(\overline{AC})P(\bar{C}) = [1 - P(A)P(C)] \cdot [1 - P(C)]$
要使 $\overline{AC}$ 与 $\bar{C}$ 相互独立,必须满足 $P(\overline{AC} \cap \bar{C}) = P(\overline{AC})P(\bar{C})$,即:
$P(\bar{C}) = [1 - P(A)P(C)] \cdot [1 - P(C)]$
$1 - P(C) = [1 - P(A)P(C)] \cdot [1 - P(C)]$
由于 $0 < P(C) < 1$,则 $1 - P(C) \neq 0$,两边同除以 $1 - P(C)$ 得到:
$1 = 1 - P(A)P(C)$
这意味着 $P(A)P(C) = 0$。
因为 $0 < P(C) < 1$,这要求 $P(A) = 0$。但题目并未给出 $P(A) = 0$ 的条件,在一般情况下 $P(A)P(C) \neq 0$。
因此,$\overline{AC}$ 与 $\bar{C}$ 一般不相互独立。
选项 C:$\overline{A - B}$ 与 $\bar{C}$
事件 $A - B = A \cap \bar{B}$。
$\overline{A - B}$ 是由 $A$ 和 $B$ 构成的复合事件。由于 $A, B, C$ 相互独立,由 $A$ 和 $B$ 构成的事件与 $C$(以及 $\bar{C}$)相互独立。
因此,$\overline{A - B}$ 与 $\bar{C}$ 相互独立。
选项 D:$\overline{AB}$ 与 $\bar{C}$
事件 $\overline{AB}$ 表示 $A \cap B$ 的补集。
同样,$\overline{AB}$ 是由 $A$ 和 $B$ 构成的复合事件。由于 $A, B, C$ 相互独立,$\overline{AB}$ 与 $\bar{C}$ 相互独立。
综上所述,不相互独立的事件对是选项 B。
正确答案是 B。