设 A, B, C 是随机试验 E 的三个事件,试用 A, B, C 表示下列事件:(1) 仅 A 发生; ____________(2) A, B, C 中至少有两个发生; ____________(3) A, B, C 中不多于两个发生; ____________(4) A, B, C 中恰有两个发生; ____________(5) A, B, C 中至多有一个发生. ____________
设 $A, B, C$ 是随机试验 $E$ 的三个事件,试用 $A, B, C$ 表示下列事件: (1) 仅 $A$ 发生; ____________ (2) $A, B, C$ 中至少有两个发生; ____________ (3) $A, B, C$ 中不多于两个发生; ____________ (4) $A, B, C$ 中恰有两个发生; ____________ (5) $A, B, C$ 中至多有一个发生. ____________
题目解答
答案
我们来逐个分析题目中给出的五个事件,使用集合运算(交、并、补)来表示这些事件。设随机试验 $ E $ 的样本空间为 $ S $,事件 $ A, B, C $ 是其中的三个事件。
(1)仅 $ A $ 发生
含义:事件 $ A $ 发生,而事件 $ B $ 和 $ C $ 都不发生。
- $ A $ 发生:即属于 $ A $
- $ B $ 不发生:即属于 $ B^c $
- $ C $ 不发生:即属于 $ C^c $
因此,这个事件可以表示为三者的交集:
$A \cap B^c \cap C^c$
(2)$ A, B, C $ 中至少有两个发生
含义:有 两个或三个 事件同时发生。
可能的情况有:
- $ A $ 和 $ B $ 发生,$ C $ 不一定(但至少两个)
- $ A $ 和 $ C $ 发生
- $ B $ 和 $ C $ 发生
- $ A, B, C $ 都发生(包含在上述两两交集中)
所以,这个事件是以下三种情况的并集:
- $ A \cap B $(不管 $ C $)
- $ A \cap C $
- $ B \cap C $
但注意:这些交集中已经包含了三个都发生的情况(比如 $ A \cap B $ 包含 $ A \cap B \cap C $),所以不需要单独列出。
因此,事件表示为:
$(A \cap B) \cup (A \cap C) \cup (B \cap C)$
(3)$ A, B, C $ 中不多于两个发生
含义:发生的事件个数不超过两个,即 不能三个都发生。
换句话说:排除三个都发生的情况。
即:所有可能情况中,去掉 $ A \cap B \cap C $。
也可以理解为:至少有一个不发生。
所以这个事件是:
$(A \cap B \cap C)^c$
或者等价地写成:
$\text{全集} \setminus (A \cap B \cap C)$
但更标准的写法是补集形式:
$(A \cap B \cap C)^c$
(4)$ A, B, C $ 中恰有两个发生
含义:恰好两个发生,第三个不发生。
三种可能情况:
- $ A $ 和 $ B $ 发生,$ C $ 不发生:$ A \cap B \cap C^c $
- $ A $ 和 $ C $ 发生,$ B $ 不发生:$ A \cap C \cap B^c $
- $ B $ 和 $ C $ 发生,$ A $ 不发生:$ B \cap C \cap A^c $
这三种互斥,取并集即可:
$(A \cap B \cap C^c) \cup (A \cap C \cap B^c) \cup (B \cap C \cap A^c)$
(5)$ A, B, C $ 中至多有一个发生
含义:发生的事件个数为 0 个或 1 个,即 不能有两个或三个同时发生。
等价于:任意两个都不能同时发生。
也可以理解为:最多一个发生,即以下情况的并集:
- 都不发生:$ A^c \cap B^c \cap C^c $
- 仅 $ A $ 发生:$ A \cap B^c \cap C^c $
- 仅 $ B $ 发生:$ A^c \cap B \cap C^c $
- 仅 $ C $ 发生:$ A^c \cap B^c \cap C $
所以,这个事件是这四个互斥事件的并集:
$(A^c \cap B^c \cap C^c) \cup (A \cap B^c \cap C^c) \cup (A^c \cap B \cap C^c) \cup (A^c \cap B^c \cap C)$
或者,更简洁地:这是“至少有两个发生”的补集。
即:
$\left( (A \cap B) \cup (A \cap C) \cup (B \cap C) \right)^c$
两种写法都对,但题目要求“用 $ A, B, C $ 表示”,通常允许使用补集,因此补集形式更简洁。
我们采用补集形式:
$\left( (A \cap B) \cup (A \cap C) \cup (B \cap C) \right)^c$
最终答案:
(1) 仅 $ A $ 发生:
$\boxed{A \cap B^c \cap C^c}$
(2) $ A, B, C $ 中至少有两个发生:
$\boxed{(A \cap B) \cup (A \cap C) \cup (B \cap C)}$
(3) $ A, B, C $ 中不多于两个发生:
$\boxed{(A \cap B \cap C)^c}$
(4) $ A, B, C $ 中恰有两个发生:
$\boxed{(A \cap B \cap C^c) \cup (A \cap C \cap B^c) \cup (B \cap C \cap A^c)}$
(5) $ A, B, C $ 中至多有一个发生:
$\boxed{\left( (A \cap B) \cup (A \cap C) \cup (B \cap C) \right)^c}$
解析
- 仅A发生:要求A发生,同时B和C都不发生,需用交集与补集组合表示。
- 至少两个发生:包含两两同时发生或全部发生的情况,需用两两交集的并集。
- 不多于两个发生:排除三个同时发生的情况,可用三个事件交集的补集。
- 恰有两个发生:需分别列出三个可能的两两组合,且第三个事件不发生。
- 至多一个发生:可理解为至少两个发生事件的补集,或直接表示为“全不发生”与“仅一个发生”的并集。
第(1)题
仅A发生
- A发生:$A$
- B不发生:$B^c$
- C不发生:$C^c$
- 组合:$A \cap B^c \cap C^c$
第(2)题
至少两个发生
- 两两交集:$A \cap B$,$A \cap C$,$B \cap C$
- 包含三个同时发生的情况,无需额外添加
- 组合:$(A \cap B) \cup (A \cap C) \cup (B \cap C)$
第(3)题
不多于两个发生
- 排除三个同时发生:$(A \cap B \cap C)^c$
第(4)题
恰有两个发生
- 情况1:$A \cap B \cap C^c$(A、B发生,C不发生)
- 情况2:$A \cap C \cap B^c$(A、C发生,B不发生)
- 情况3:$B \cap C \cap A^c$(B、C发生,A不发生)
- 组合:$(A \cap B \cap C^c) \cup (A \cap C \cap B^c) \cup (B \cap C \cap A^c)$
第(5)题
至多一个发生
- 方法1:至少两个发生的补集
- 至少两个发生:$(A \cap B) \cup (A \cap C) \cup (B \cap C)$
- 补集:$\left( (A \cap B) \cup (A \cap C) \cup (B \cap C) \right)^c$
- 方法2:全不发生或仅一个发生
- 组合:$(A^c \cap B^c \cap C^c) \cup (A \cap B^c \cap C^c) \cup (A^c \cap B \cap C^c) \cup (A^c \cap B^c \cap C)$
- 推荐补集形式更简洁