定义 在随机试验中,每一个可能结果称为样本点,记作 omega。随机试验的全体样本点称为样本空间,记作 Omega,即样本试验的所有可能结果所组成的集合。例1.1.1 试给出下列随机试验的样本空间。(1) 在某交通路口的某个时段,车机动车的流量;(2) 从四张扑克牌J,Q,K,A任意抽取两张;(3) 在一批灯泡中任意抽取一只,测试它的寿命。
定义 在随机试验中,每一个可能结果称为样本点,记作 $\omega$。 随机试验的全体样本点称为样本空间,记作 $\Omega$,即样本试验的所有可能结果所组成的集合。 例1.1.1 试给出下列随机试验的样本空间。 (1) 在某交通路口的某个时段,车机动车的流量; (2) 从四张扑克牌J,Q,K,A任意抽取两张; (3) 在一批灯泡中任意抽取一只,测试它的寿命。
题目解答
答案
我们来逐题分析这三个随机试验的样本空间,给出每个试验的所有可能结果的集合,即样本空间 $\Omega$。
(1)在某交通路口的某个时段,机动车的流量。
分析过程:
这个试验是观察在某个特定时间段(例如早高峰7:00-8:00)内,通过某个交通路口的机动车数量。
- 流量指的是通过的车辆数,是一个非负整数。
- 理论上,这个数量可以是 0(一辆车都没有),1,2,……一直到某个很大的数。
- 虽然在实际中车流量有上限(受时间和道路容量限制),但在数学建模中,我们通常不预设上限,除非特别说明。
因此,所有可能的结果是:0 辆、1 辆、2 辆、3 辆、……,即所有非负整数。
样本空间为:
$\Omega = \{0, 1, 2, 3, \dots\} = \mathbb{N}_0$
(其中 $\mathbb{N}_0$ 表示包含 0 的自然数集)
(2)从四张扑克牌 J,Q,K,A 中任意抽取两张。
分析过程:
四张牌分别是:J(Jack)、Q(Queen)、K(King)、A(Ace)。从中任意抽取两张,注意:
- 抽取是不考虑顺序的(比如抽到 J 和 Q,与抽到 Q 和 J 是同一个结果)。
- 是无放回抽取(抽出一张后不放回,再抽第二张)。
- 所有可能的组合是从 4 个不同元素中任取 2 个的组合数:$C_4^2 = 6$ 种。
我们列出所有可能的组合:
- J 和 Q
- J 和 K
- J 和 A
- Q 和 K
- Q 和 A
- K 和 A
样本空间为:
$\Omega = \{ (J,Q), (J,K), (J,A), (Q,K), (Q,A), (K,A) \}$
(这里用括号表示无序对,也可以写成集合形式如 $\{J,Q\}$ 等)
(3)在一批灯泡中任意抽取一只,测试它的寿命。
分析过程:
测试灯泡的寿命,指的是它能持续工作多长时间,通常以小时(或分钟、秒)为单位。
- 寿命是一个连续的非负实数。
- 理论上,寿命可以是 0(刚打开就坏了),也可以是 1000 小时、1500.5 小时等任意非负实数。
- 因此,所有可能的结果是大于等于 0 的实数。
样本空间为:
$\Omega = \{ t \mid t \geq 0 \} = [0, +\infty)$
最终答案:
(1) 样本空间为:$\boxed{\Omega = \{0, 1, 2, 3, \dots\}}$
(2) 样本空间为:$\boxed{\Omega = \{(J,Q), (J,K), (J,A), (Q,K), (Q,A), (K,A)\}}$
(3) 样本空间为:$\boxed{\Omega = [0, +\infty)}$