写出下列随机试验的样本空间.1. 同时掷三颗骰子,记录三颗骰子之和.2. 生产产品直到得到10件正品,记录生产产品的总件数.
写出下列随机试验的样本空间. 1. 同时掷三颗骰子,记录三颗骰子之和. 2. 生产产品直到得到10件正品,记录生产产品的总件数.
题目解答
答案
我们来逐题分析这两个随机试验的样本空间。
样本空间是指一个随机试验中所有可能结果的集合,通常用 $ S $ 或 $ \Omega $ 表示。
第1题:同时掷三颗骰子,记录三颗骰子之和
解题过程:
我们同时掷三颗标准的六面骰子(每颗骰子的点数为1到6),然后记录三颗骰子的点数之和。
- 每颗骰子的最小点数是1,最大是6。
- 三颗骰子的最小和是:
$ 1 + 1 + 1 = 3 $ - 三颗骰子的最大和是:
$ 6 + 6 + 6 = 18 $
接下来我们考虑:从3到18之间的每一个整数是否都可能作为三颗骰子的和?
我们来验证几个边界情况:
- 和为3:只有 (1,1,1) → 可能
- 和为4:如 (1,1,2) → 可能
- ...
- 和为18:只有 (6,6,6) → 可能
事实上,从3到18之间的每一个整数都可以通过某些点数组合实现。例如:
- 和为5:(1,1,3), (1,2,2) 等
- 和为17:(6,6,5) 的排列
因此,所有从3到18的整数都是可能的结果。
结论:
样本空间是所有可能的和的集合,即从3到18的所有整数。
$S_1 = \{3, 4, 5, \dots, 18\}$
第2题:生产产品直到得到10件正品,记录生产产品的总件数
解题过程:
我们持续生产产品,直到累计获得 10件正品 为止,然后记录总共生产了多少件产品(包括正品和次品)。
- 假设每次生产的产品要么是正品,要么是次品。
- 我们不停止,直到第10件正品出现。
- 我们关心的是总生产件数。
我们来思考:总件数最少是多少?最多呢?
-
最少情况:前10件产品全是正品。
那么生产到第10件时,刚好得到10件正品,停止。
所以最少是10件。 -
最多情况:理论上没有上限。
因为可能一直生产出次品,直到很后面才凑够10件正品。
例如:可能生产了100件,其中90件次品,10件正品,最后一件是第10件正品。
所以,总件数可以是:10, 11, 12, 13, ... 一直到无穷。
结论:
样本空间是从10开始的所有正整数。
$S_2 = \{10, 11, 12, 13, \dots\}$
或者用集合符号表示为:
$S_2 = \{n \in \mathbb{N} \mid n \geq 10\}$
最终答案:
-
同时掷三颗骰子,记录三颗骰子之和的样本空间为:
$\boxed{S_1 = \{3, 4, 5, \dots, 18\}}$ -
生产产品直到得到10件正品,记录生产产品的总件数的样本空间为:
$\boxed{S_2 = \{10, 11, 12, \dots\}}$
解析
本题主要考查样本空间的概念,样本空间是一个随机试验中所有可能结果的集合。下面我们分别对两个随机试验进行分析来确定其样本空间。
第1题:同时掷三颗骰子,记录三颗骰子之和
- 首先明确每颗骰子的点数范围是$1$到$6$。
- 计算三颗骰子点数之和的最小值:当三颗骰子的点数都为$1$时,和最小,根据加法运算可得$1 + 1 + 1 = 3$。
- 计算三颗骰子点数之和的最大值:当三颗骰子的点数都为$6$时,和最大,根据加法运算可得$6 + 6 + 6 = 18$。
- 接着验证从$3$到$18$之间的每一个整数是否都能作为三颗骰子的和。例如和为$3$时,只有$(1,1,1)$这一种组合;和为$4$时,有$(1,1,2)$等组合;和为$18$时,只有$(6,6,6)$这一种组合;和为$5$时,有$(1,1,3)$、$(1,2,2)$等组合;和为$17$时,有$(6,6,5)$的排列等组合。可以发现从$3$到$18$之间的每一个整数都可以通过某些点数组合实现。
- 所以,该随机试验的样本空间$S_1$是所有从$3$到$18$的整数组成的集合,即$S_1 = \{3, 4, 5, \dots, 18\}$。
第2题:生产产品直到得到10件正品,记录生产产品的总件数
- 考虑总件数的最少情况:如果前$10$件产品全是正品,那么生产到第$10$件时,刚好得到$10$件正品,此时停止生产,所以最少生产$10$件产品。
- 考虑总件数的最多情况:由于每次生产的产品要么是正品,要么是次品,可能会一直生产出次品,直到很后面才凑够$10$件正品。例如可能生产了$100$件,其中$90$件次品,$10$件正品,且最后一件是第$10$件正品。所以理论上总件数没有上限,可以是$10$,$11$,$12$,$13$,$\dots$一直到无穷。
- 因此,该随机试验的样本空间$S_2$是从$10$开始的所有正整数组成的集合,即$S_2 = \{10, 11, 12, \dots\}$,用集合符号表示为$S_2 = \{n \in \mathbb{N} \mid n \geq 10\}$。