内容正文:
1.4 随机事件的运算
第一章 §1 随机现象与随机事件
知识目标
1.了解随机事件的并、交的含义,能结合实例进行随机事件的并、交
运算.
2.理解互斥事件、对立事件的概念,并理清它们之间的区别与联系.
素养目标
通过学习事件的运算法则,培养数学建模素养.
知识点一 交事件与并事件
1
知识点二 互斥事件与对立事件
2
课时测评
5
综合应用
3
内容索引
随堂演练
4
知识点一 交事件与并事件
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问题1.在掷骰子试验中,观察骰子朝上面的点数,可以定义许多随机事件,若事件:C=“点数为2”;E1=“点数为1或2”;E2=“点数为2或3”;借助集合与集合的关系和运算,你能发现这些事件之间的联系吗?
提示:C={2}和E1={1,2},E2={2,3}.即E1∩E2=C.
问题2.在掷骰子试验中,观察骰子朝上面的点数,可以定义许多随机事件,若事件:D=“点数不大于3”;E1=“点数为1或2”;E2=“点数为2或3”;借助集合与集合的关系和运算,你能发现这些事件之间的联
系吗?
提示:D={1,2,3}和E1={1,2},E2={2,3}.即E1∪E2=D.
问题导思
随机事件的运算
新知构建
事件的运算 定义 符号 图示 含义
交事件 一般地,由事件A与事件B________所构成的事件,称为事件A与事件B的交事件(或积事件) ________
(或AB) A与B同时发生
并事件 一般地,由事件A和事件B______有一个发生(即A发生,或B发生,或A,B都发生)所构成的事件,称为事件A与事件B的并事件(或和事件) ________
_________ A与B至少有一个发生
都发生
A∩B
至少
A∪B
(或A+B)
“事件A与B至少有一个发生”的含义:(1)事件A发生事件B不发生;(2)事件A不发生事件B发生;(3)事件A和事件B同时发生.
微提醒
(链教材P192例4)盒子里有6个红球,4个白球,现从中任取3个球,设事件A={3个球中有1个红球2个白球},事件B={3个球中有2个红球1个白球},事件C={3个球中至少有1个红球},事件D={3个球中既有红球又有白球}.求:
(1)事件D与A,B是什么样的运算关系?
解:对于事件D,可能的结果为1个红球、2个白球或2个红球、1个
白球,
故D=A∪B.
(2)事件C与A的交事件是什么事件?
解:对于事件C,可能的结果为1个红球、2个白球或2个红球、1个白球或3个均为红球,
故C∩A=A.
例1
(3)设事件E={3个红球},事件F={3个球中至少有一个白球},那么事件C与B,E分别是什么运算关系?C与F的交事件是什么事件?
解:由事件C包括的可能结果有1个红球、2个白球,2个红球、1个白球,3个红球三种情况,
故B⊆C,E⊆C,而事件F包括的可能结果有1个白球、2个红球,2个白球、1个红球,3个白球,
所以C∩F={1个红球、2个白球,2个红球、1个白球}=D.
规律方法
事件间的运算方法
1.利用事件间运算的定义.列出同一条件下的试验所有可能出现的结果,分析并利用这些结果进行事件间的运算.
2.利用Venn图.借助集合间运算的思想,分析同一条件下的试验所有可能出现的结果,把这些结果在图中列出,进行运算.
对点练1.(1)抛掷一颗质地均匀的骰子,设事件A=“点数大于2小于5”,B=“点数为偶数”,则A∩B表示的事件为
A.“点数为4” B.“点数为3或4”
C.“点数为偶数” D.“点数大于2小于5”
A=“点数大于2小于5”={3,4},B=“点数为偶数”={2,4,6},则A∩B={4},故A∩B表示的事件为“点数为4”.故选A.
√
(2)[多选题]一批产品共有100件,其中5件是次品,95件是合格品.从这批产品中任意抽取5件,给出以下四个事件:
事件A:恰有一件次品;
事件B:至少有两件次品;
事件C:至少有一件次品;
事件D:至多有一件次品.
下列选项正确的是
A.A∪B=C B.B∪D是必然事件
C.A∩B=C D.A∩D=C
√
√
对于A,事件A∪B指至少有一件次品,即事件C,故A正确;对于B,事件B∪D指至少有两件次品或至多有一件次品,次品件数包含0到5,即代表了所有情况,故B正确;对于C,事件A和B不可能同时发生,即事件A∩B=∅,故C错误;对于D,事件A∩D指恰有一件次品,即事件A,而事件A和C不同,故D错误.故选AB.
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知识点二 互斥事件与对立事件
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问题3.在掷骰子试验中,观察骰子朝上面的点数,可以定义许多随机事件,用集合的形式表示事件C3=“点数为3”和事件C4=“点数为4”,借助集合与集合的关系和运算,你能发现这些事件之间的联系吗?
提示:C3={3},C4={4},C3∩C4=∅.
问题4.在掷骰子试验中,观察骰子朝上面的点数,可以定义许多随机事件,用集合的形式表示事件F=“点数为偶数”,事件G=“点数为奇
数”,借助集合与集合的关系和运算,你能发现这些事件之间的联系吗?
提示:F={2,4,6},G={1,3,5}.F∪G=Ω,F∩G=∅.
问题导思
互斥事件与对立事件
新知构建
事件的关系 定义 图形表示 符号表示
互斥事件 一般地,____________的两个事件A与B(A∩B=∅)称为互斥事件.它可以理解为A,B同时发生这一事件是不可能事件 A∩B=∅
对立事件 若A与B互斥(A∩B=∅),且A∪B=Ω,则称事件A与事件B互为对立事件,事件A的对立事件记作 A∩B=____,
且A∪B
=____
不能同时发生
∅
Ω
命题“事件A与B为互斥事件”与命题“事件A与B为对立事件”之间是什么关系?(指充分性与必要性)
提示:根据互斥事件和对立事件的概念可知,“事件A与B为互斥事件”是“事件A与B为对立事件”的必要不充分条件.
微思考
[多选题]将《红楼梦》《水浒传》《西游记》《三国演义》四本书随机地分发给甲、乙、丙三人,每人至少分得一本,则下列说法不正确的是
A.事件“甲分得一本”与事件“丙分得两本”为互斥事件
B.事件“乙分得《三国演义》”与事件“丙分得《水浒传》”为对立
事件
C.事件“甲分得两本”与事件“乙分得两本”为对立事件
D.事件“甲分得《红楼梦》”与事件“乙分得《红楼梦》”为互斥事件
例2
√
√
√
对于A,事件“甲分得一本”与事件“丙分得两本”能同时发生,所以它们不是互斥事件,故A错误;对于B,事件“乙分得《三国演义》”与事件“丙分得《水浒传》”能同时发生,所以它们不是互斥事件,所以它们不是对立事件,故B错误;对于C,事件“甲分得两本”与事件“乙分得两本”不能同时发生,是互斥事件,但两个事件的并集不等于总的样本空间,故不是对立事件,故C错误;对于D,事件“甲分得《红楼梦》”与事件“乙分得《红楼梦》”不能同时发生,故是互斥事件,故D正确.故选ABC.
规律方法
互斥事件和对立事件的判断方法
1.判断两个事件是否为互斥事件,主要看它们在一次试验中能否同时发生,若不能同时发生,则这两个事件是互斥事件,若能同时发生,则这两个事件不是互斥事件.
2.判断两个事件是否为对立事件,主要看在一次试验中这两个事件是否同时满足两个条件:一是不能同时发生;二是必有一个发生.如果这两个条件同时成立,那么这两个事件是对立事件.只要有一个条件不成立,这两个事件就不是对立事件.
对点练2.[多选题]不透明的口袋内装有红色、绿色和蓝色卡片各2张,一次任意取出2张卡片,则与事件“2张卡片都为红色”互斥而不对立的事件有
A.2张卡片都不是红色
B.2张卡片恰有一张蓝色
C.2张卡片至少有一张为红色
D.2张卡片都为绿色
√
√
√
6张卡片中一次取出2张卡片的所有情况有“2张都为红色”、“2张都为绿色”、“2张都为蓝色”、“1张为红色1张为绿色”、“1张为红色1张为蓝色”、“1张为绿色1张为蓝色”,选项中给出的四个事件中与“2张卡片都为红色”互斥而不对立的事件是“2张卡片都不是红色”,“2张卡片恰有一张蓝色”,“2张卡片都为绿色”,其中“2张卡片至少有一张为红色”包含事件“2张卡片都为红色”,二者并非互斥.故选ABD.
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综合应用
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(链教材P192例5)一个袋子中有大小和质地相同的4个球,其中有2个红球(标号为1和2),2个绿球(标号为3和4),从袋中不放回地依次随机摸出2个球.设事件R=“两次都摸到红球”,G=“两次都摸到绿球”,M=“两个球颜色相同”,N=“两个球颜色不同”.
(1)用集合的形式分别写出试验的样本空间以及上述各事件;
解:用数组(x1,x2)表示可能的结果,x1是第一次摸到的球的标号,x2是第二次摸到的球的标号,
所以试验的样本空间Ω={(1,2),(1,3),(1,4),(2,1),(2,3),(2,4),(3,1),(3,2),(3,4),(4,1),(4,2),(4,3)},
事件R={(1,2),(2,1)},事件G={(3,4),(4,3)},事件M={(1,2),(2,1),(3,4),(4,3)},
事件N={(1,3),(1,4),(2,3),(2,4),(3,1),(4,1),(3,2),(4,2)}.
例3
(2)写出事件R与G,M与N之间的关系;
解:由(1)知,R∩G=∅,而R∪G≠Ω,所以事件R,G互斥,不对立;
M∩N=∅,M∪N=Ω,所以事件M,N互为对立事件.
(3)写出事件R与事件G的并事件与事件M的关系.
解:由(1)知,R∪G=M,所以事件M是事件R与事件G的并事件.
规律方法
事件运算应注意的两个问题
1.进行事件运算时,一要紧扣运算定义,二要全面考查同一条件下的试验可能出现的全部结果,必要时借助Venn图进行数学直观分析.
2.互斥事件和对立事件都是针对两个事件而言的,它们两者之间既有区别又有联系.在一次试验中,两个互斥事件有可能都不发生,也可能有一个发生,但不可能两个都发生;而两个对立事件必有一个发生,但是不可能两个事件同时发生,也不可能两个事件都不发生.
对点练3.已知某大学的一个图书室中只有中文版和英文版的书,现从该图书室中任选一本书,设A={选到一本数学书},B={选到一本中文版的
书},C={选到一本2010年后出版的书}.
(1)A∩B∩ ,A∩( )分别指什么事件?
解: 因为A={选到一本数学书},B={选到一本中文版的书},C={选到一本2010年后出版的书},
所以A∩B∩ ={选到一本2010年或2010年前出版的中文版的数学书}.
={选到一本2010年或2010年前出版的英文版的书},则A∩( )={选到一本2010年或2010年前出版的英文版的数学书}.
(2)在什么条件下有A∩B∩C=A?
解:因为A∩B∩C={选到一本2010年后出版的中文版的数学书},所以在图书室中所有的数学书都是2010年后出版的且为中文版的条件下才有A∩B∩C=A.
(3)如果 =B,那么是否意味着图书室中所有的数学书都是英文版的?并说明理由.
解:是.由于 =B等价于 =A,因此 =B意味着图书室中所有数学书都是英文版的,且所有英文版的书都是数学书.
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课堂小结
知识 1.交事件与并事件.
2.互斥事件与对立事件
方法 列举法、Venn图法
易错误区 未弄清事件之间的关系,导致互斥、对立事件判断错误
随堂演练
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1.依次投掷两枚质地均匀的骰子,所得点数之和记为X,那么X=4表示的随机试验的样本点是
A.第一枚是3点,第二枚是1点
B.第一枚是3点,第二枚是1点或第一枚是1点,第二枚是3点或两枚都是2点
C.两枚都是4点
D.两枚都是2点
依次投掷两枚骰子,所得点数之和记为X,那么X=4表示的随机试验的样本点是“第一枚是3点,第二枚是1点”或“第一枚是1点,第二枚是3点”或“两枚都是2点”.故选B.
√
2.把电影院的4张电影票随机地分发给甲、乙、丙、丁4人,每人分得1张,事件“甲分得4排1号”与事件“乙分得4排1号”是
A.对立事件 B.不可能事件
C.互斥事件 D.以上答案都不对
“甲分得4排1号”与“乙分得4排1号”是互斥事件.故选C.
√
3.从1,2,3,4这4个数中,任取2个数求和,那么“这2个数的和大于4”为事件A,“这2个数的和为偶数”为事件B,则A+B和AB包含的样本点数分别为
A.1;6 B.4;2
C.5;1 D.6;1
试验E的样本空间为Ω={(1,2),(1,3),(1,4),(2,3),(2,4),(3,4)}.其中事件A中所含的样本点为(1,4),(2,3),(2,4),(3,4),共4个;事件B中所含的样本点为(1,3),(2,4),共2个.所以事件A+B中所含的样本点为(1,3),(1,4),(2,3),(2,4),(3,4),共5个;事件AB中所含的样本点为(2,4),共1个.故选C.
√
4.抛掷一枚骰子,根据向上的点数可以定义下列事件,事件A={出现
3点},事件B={出现3点或6点},事件C={出现的点数是奇数},事件D={出现的点数大于3},则C∩D=_________,A∪B=_________________.
{出现3点或6点}(或B)
{出现5点}
因为事件C={出现1点或3点或5点},事件D={出现4点或5点或6点},所以C∩D={出现5点}.A∪B={出现3点或6点}(或A∪B=B).
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课时测评
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“密码被成功破译”是指甲、乙两人至少有一人成功破译密码,而事件A∪B指的就是至少有一人破译密码.故选A.
√
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2.掷一枚骰子,设事件A={出现的点数不大于3},B={出现的点数为偶数},则
A.A∪B=Ω B.事件A与B是互斥事件
C.A∩B={出现的点数为2} D.事件A与B是对立事件
√
掷骰子有点数为1,2,3,4,5,6六种结果,即Ω={1,2,3,4,5,6},事件A={1,2,3},B={2,4,6},故A∪B={1,2,3,4,6}≠Ω,A∩B={2},即事件A,B既不互斥也不对立.显然C正确.故选C.
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3.[多选题]某人打靶时连续射击两次,设事件A=“只有一次中靶”,B=“两次都中靶”,则下列结论正确的是
A.A∩B=A
B.A∩B=∅
C.A∪B=“至少一次中靶”
D.A与B互为对立事件
√
事件A=“只有一次中靶”,B=“两次都中靶”,所以A,B是互斥但不是对立事件,所以A,D错误,B正确.A∪B=“至少一次中靶”,C正确.故选BC.
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4.某省新高考将实行“3+1+2”模式,即语文、数学、外语必选,物理、历史二选一,政治、地理、化学、生物四选二,共有12种选课模式.已知某同学已选了物理,记事件A=“他选择政治和地理”,事件B=“他选择化学和地理”,则事件A与事件B
A.是互斥事件,不是对立事件
B.是对立事件,不是互斥事件
C.既是互斥事件,也是对立事件
D.既不是互斥事件,也不是对立事件
事件A=“他选择政治和地理”,事件B=“他选择化学和地理”,则事件A与事件B不能同时发生,但能同时不发生,故事件A和B是互斥事件,但不是对立事件,故A正确.故选A.
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5.[多选题]将一枚质地均匀的骰子抛掷一次,记下骰子面朝上的点数,设事件A=“记下的点数为3”,事件B=“记下的点数为偶数”,事件C=“记下的点数小于3”,事件D=“记下的点数大于2”,则
A.事件A与B互斥 B.事件A与C互斥
C.事件B与D对立 D.事件C与D对立
√
√
√
依题意骰子面朝上的点数可能为1,2,3,4,5,6共6个基本事件,则事件B=“记下的点数为偶数”包含2,4,6共3个基本事件,事件C=“记下的点数小于3”包含1,2共2个基本事件,事件D=“记下的点数大于2”包含3,4,5,6共4个基本事件,所以事件A与B互斥,故A正确;事件A与C互斥,故B正确;事件B与D不互斥也不对立,故C错误;事件C与D互斥且对立,故D正确.故选ABD.
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6.向上抛掷一枚骰子,设事件A={点数为2或4},事件B={点数为2或6},事件C={点数为偶数},则事件C与A,B的运算关系是___________.
C=A∪B
由题意可知C=A∪B.
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7.(开放题)同时抛掷两枚质地均匀的硬币,记事件A={(正,反)},写出事件A的一个互斥事件__________(用集合表示,写出一个即可).
{(正,正)}
同时抛掷两枚质地均匀的硬币,所有可能的结果为:(正,正),(正,
反),(反,正),(反,反),其中事件{(正,正)},{(反,正)},{(反,
反)}与事件A都不可能同时发生,所以事件A的一个互斥事件可以是:
{(正,正)}.
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8.把红、黑、蓝、白四张纸牌随机地分发给甲、乙、丙、丁四个人,每人分得1张,事件“甲分得红牌”与事件“乙分得红牌”的关系是_____________.
同时抛掷两枚质地均匀的硬币,所有可能的结果为:(正,正),(正,
反),(反,正),(反,反),其中事件{(正,正)},{(反,正)},{(反,
反)}与事件A都不可能同时发生,所以事件A的一个互斥事件可以是:
{(正,正)}.
互斥但不对立
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9.(10分)骰子(tóu zi),中国传统民间娱乐用来投掷的博具.早在战国时期就有.通常作为桌上游戏的小道具,最常见的骰子是六面骰,它是一颗正立方体,上面分别有一到六个孔(或数字),其相对两面之数字和必为七.中国的骰子习惯在一点和四点漆上红色.骰子是容易制作和取得的乱数产生器.骰经常会被错误念成“shǎi”.现甲、乙两人玩掷骰子(质地均匀)游戏,每人掷同一枚骰子各一次,若两人掷出的点数和为偶数算甲赢,否则算乙赢.
(1)记A=“甲、乙两人掷出的点数和为6”,写出事件A包含的样本点;(4分)
解:(1)用x,y表示甲、乙两人投出的点数,则(x,y)表示这个实验的一个样本点,
所以该实验的样本空间为S={(x,y)|x∈N*,y∈N*,1≤x≤6,1≤y≤6},共有36个样本点,
事件A包含的样本点共5个,即A={(1,5),(2,4),(3,3),(4,2),(5,1)}.
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(2)现连玩三次,记B=“甲至少赢一次”,C=“乙至少赢两次”,试问:B与C是否为互斥事件?为什么?(6分)
解:B与C不是互斥事件,由于连玩三次,
则事件B与C可以同时发生,如甲赢一次,乙赢两次的事件即符合题意,
所以事件B与C不是互斥事件.
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10.抛掷一颗质地均匀的骰子,有如下随机事件:C1=“点数不大于3”,C2=“点数大于3”,C3=“点数大于5”;D=“点数为奇数”;Ei=“点数为i”,其中i=1,2,3,4,5,6.下列结论正确的是
A.C1∩D=D B.D=E1∪E3∪E5
C.C2与C3互斥 D.E1与E2互为对立
√
因为事件D含有“点数为5”的基本事件,而事件C1不含这个基本事件,故A不正确;事件D含有3个基本事件:“点数为1”,“点数为3”,“点数为5”,即D=E1∪E3∪E5,故B正确;事件C2与C3都含有“点数为6”的基本事件,C2与C3不互斥,故C不正确;事件E1与E2不能同时发生,但可以同时不发生,E1与E2不对立,故D不正确.故选B.
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11.[多选题]从含有若干次品的一批产品中随机取出三件,设事件A为“三件产品全不是次品”,事件B为“三件产品全是次品”,事件C为“三件产品不全是次品”,则下列结论正确的是
A.事件B与C互斥 B.事件A与C互斥
C.事件A与B互斥 D.B∪C是必然事件
√
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对于事件A指的是三件产品都是合格品;对于事件B指的是三件产品全是次品;对于事件C包括0件次品(全是合格品),一件次品,两件次品三个事件;事件A包含于C,故B错误,B与C是互斥事件,而且是对立事件,故A,D正确;A和B是互斥事件,故C正确.故选ACD.
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12.电路如图所示.用A表示事件“电灯变亮”,用B,C,D依次表示“开关Ⅰ闭合”“开关Ⅱ闭合”“开关Ⅲ闭合”,则A=_____________________
(用B,C,D间的运算关系式表示).
(BC)∪(BD)或B∩(C∪D)
灯亮必须开关Ⅰ闭合,开关Ⅱ和Ⅲ中至少有一个闭合,因此A=B∩(C∪D).
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13.(15分)把标号为1,2,3,4的四张卡片分给甲、乙、丙、丁四个人,每人一张.设A:甲分得1号卡片;B:乙分得1号卡片.
(1)求A∩B,A∪B;(5分)
解: 根据题意,事件A和事件B不可能同时发生,所以A∩B是不可能事件,即A∩B=∅;
A∪B={甲分得1号卡片或乙分得1号卡片}.
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(2)A与B是否为互斥事件?是否为对立事件?若不是对立事件,分别写出A与B的对立事件.(10分)
解:由(1)可知事件A和事件B不可能同时发生,
所以事件A和事件B是互斥事件,
又因为事件A和事件B可以都不发生,如甲分得2号卡片,同时乙分得3号卡片,
所以事件A和事件B不是对立事件,事件A的对立事件 为“甲未分得1号卡片”,事件B的对立事件 为“乙未分得1号卡片”.
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15.(15分)连续掷一颗骰子两次,观察掷得的点数.设A:第一次掷得的点数为1,Aj:第一次掷得的点数为1,第二次掷得的点数为j,B:两次掷得的点数之和为6,C:第二次掷得的点数比第一次的大3.
(1)写出下列事件的对应集合:①A,B至少有一个发生;
解:根据和事件的定义可得,A,B至少有一个发生为A∪B={(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(1,6),(2,4),(3,3),(4,2),(5,1)};
②A,B同时发生.(4分)
解:根据积事件的定义可得,A,B同时发生为A∩B={(1,5)}.
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(2)分别判断A与B,A与C,B与C是否为互斥事件.(4分)
解:因为A∩B={(1,5)},A∩C={(1,4)},故A与B不互斥,A与C不
互斥,
又B={(1,5),(2,4),(3,3),(4,2),(5,1)},C={(1,4),(2,5),(3,6)},
所以B∩C=∅,所以B与C互斥.
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(3)讨论Aj与A的关系.(7分)
解:由题意,A=A1∪A2∪A3∪A4∪A5∪A6.
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第
七
章
概
率
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1.甲、乙两人独立地破译一份密码,设事件A=“甲成功破译”,事件B=“乙成功破译”,则表示“密码被成功破译”的事件为
A.A∪B B.A∩B
C.∪ D.∩
14.(5分)[多选题]甲、乙两人参加某商场举行的抽奖活动,中奖名额不限,设事件A为“甲中奖”,事件B为“乙中奖”,事件C为“甲、乙中至少有一人中奖”,则
A.A与B为互斥事件 B.B与C为对立事件
C.A∩B与为互斥事件 D.∩与C为对立事件
因为事件A为“甲中奖”,事件B为“乙中奖”,事件C为“甲、乙中至少有一人中奖”,对于A,事件A与B可能同时发生,故A错误;对于B,由事件C的对立事件为甲乙都不中奖,故B错误;对于C,由事件A∩B表示甲乙都中奖,事件表示甲乙都不中奖,所以不可能同时发生,所以A∩B与为互斥事件,故C正确;对于D,由事件∩表示甲乙都不中奖,事件C表示甲乙至少有一人中奖,所以∩与C为对立事件,故D正确.故选CD.
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