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数学
题目

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:

  1. $ A $ 和 $ B $ 发生,$ C $ 不发生:$ A \cap B \cap C^c $
  2. $ A $ 和 $ C $ 发生,$ B $ 不发生:$ A \cap C \cap B^c $
  3. $ 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

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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

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