独立性

前面我们介绍过一个重要的事件关系--互斥。若两个事件没有交集,则称两个事件时互斥的。

比如一个骰子的正面和反面就是互斥的。因为在一次扔骰子的实验中,正面和反面并不可能同时出现。

在事件的关系中还有一个很重要的--独立。

1 独立事件

如果事件在事件发生的条件下,概率并没有发生变化,则称为独立事件。

还是以掷骰子为例,第一次掷骰子出正面(事件)与第二次掷骰子出正面()就是独立事件。因为第一次出了正面后,第二次出正面的概率并没有变化。

1.1 赌徒谬误

前面虽然告诉你了第二次抛掷结果与第一次的结果无关,但很多人还是会陷入赌徒谬误。

你抛一个硬币两次,结果全是"正面"……下一次抛掷的结果也是"正面"的机会是多少? 1/2 1/8

机会是 0.5,和任何一次抛掷一样,以前的抛掷不会影响这次抛掷。

若你选择了,那么久陷入了赌徒谬误。

赌徒谬误的思想是。抛一个公平硬币,正面朝上的机会是 ,连续两次抛出正面的机率是

现在已经连续出现了两次正面,那么第三次出现正面的概率就应该是

以上论证步骤犯了谬误。假如硬币公平,定义上抛出反面的概率永远等于,不会增加或减少,抛出正面的概率同样永远等于。连续抛出三次正面的概率等于

但这是指未抛出第一次之前。抛出两次次正面之后,由于结果已知,在计算时会考虑为 1,即必然发生。无论硬币抛出过多少次和结果如何,下一次抛出正面和反面的概率仍然相等。

实际上,由于每次抛硬币都是独立事件,因此计算出 概率是把抛硬币当成连续事件。因为之前抛出了多次正面,而论证今次抛出反面机会较大,属于谬误。

1.2 独立事件
是试验的两事件,若的发生,对的发生没有影响,这时有:

那么称相互独立,简称独立

第一次投掷硬币出现正面的事件(A),与第二次投掷硬币出现的事件(B)是两个独立事件。因为它们符合:

深层次的原因是

也就是在事件发生的情况下,以为样本空间,得到的同时发生的概率,与事件发生的概率相同。

一台戏有两位主要演员甲与乙,考察如下两个事件

并设独立,假如,那么两演员中仅有一位准时到场的概率为:

0.665 0.015 0.32 以上皆不正确

因为是独立事件,所以:

1.3 独立事件与互斥事件

独立事件与互斥事件在直觉上它们是相同的,其实不然。

从上面的图中,我们可以很容易的看出独立事件与互斥事件的不同。其中独立事件时允许事件间有交集的,而互斥事件不允许。

相互独立,则下面不相互独立的事件是

,则

显然不等,因此不是相互独立事件。

而其他组都是相互独立的,现证明一个,其他类似证明。

因此:

1.4 多个独立事件
是三个事件,如果满足等式:

则称两两独立。若还有

则称相互独立

根据定理,两个独立事件若两两独立,则一定相互独立。但多个事件就不一定了,来看一个例子。

掷一个公平的骰子。
  • 事件是第一次投3
  • 事件是第二次投4
  • 事件是两次投掷的和为7

事件发生的概率为

1 1/6 1/3 以上皆不正确

公平的骰子,两次投掷的全排列所组成的样本空间,是等概率的。

全排列有36个结果,而其中和为7的有6种,因此答案为

在上面这个实验中,三个时间的概率皆为

接着他们是两两独立的。

  • 第一次投3()与第二次投掷4()是相互独立的
  • 第一次投3()与和为7()是相互独立的
  • 第二次投4()与和为7()是相互独立的
  • 但第一次投3(),第二次投掷4()与和为7()
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