样本空间与事件代数

🏠 第16章概念导航

核心问题

概率论把”随机现象”变成可算的东西,靠的是两次翻译。 第一次翻译把中文说法变成集合,第二次翻译把集合变成数。本页管第一次。至少有一个命中第一次翻译错了,后面算得再对也没用——而本章一半的失分正是发生在这一步。

核心定义 / 定理 / 结论

样本空间与事件

  • 样本点 :一次试验的一个不可再分的结果;
  • 样本空间 :全体样本点;
  • 事件: 的子集。

于是集合语言与概率语言一一对应:

集合概率
不可能事件
必然事件
发生则 必发生
同时发生
至少一个发生
不发生
发生而 不发生

运算律

德摩根律(本章使用频率最高的一条):

推广到任意多个:,。

分配律:,。

吸收律:,。

取补反向:

的四种等价写法

做题时哪种好用就换哪种。 最常用的是 ——它能把”包含关系”直接塞进概率公式。

互斥、对立、完备组

概念定义关系
互斥(互不相容)只要求不重叠
对立(互逆) 且 不重叠 + 铺满
完备事件组 且 对立的多元推广
对立互斥,反之不然

一个有用的等价刻画(1000 基础 1-13):互斥且也互斥对立,因为 ,第二个条件补上的正是”铺满”。

典型题型

  1. 中文 → 集合的翻译(“都不”vs”不都”)
  2. 含横线的包含式化简(德摩根 + 取补反向)
  3. 由两个互斥条件判对立
  4. 条件事件的分子化简( 这类)

图示 / 直觉

把 画成一个矩形, 是两个相交的圆。矩形被分成四块互斥的基本区域:,任何由 生成的事件,都是这四块的并。 所以:

  • 遇到复杂表达式,就问”它包含哪几块”;
  • 遇到”证明两个事件相等”,就比较各自包含哪几块;
  • 遇到概率计算,四块的概率满足

这是本章一切恒等式的总账本。

四块表还能直接读出常用公式:

常见误用

1. “都不发生”与”不都发生”混淆

都不不都

前者是”两个都没来”,后者是”没有两个都来”(至少缺一个)。 个事件时差得更远:

全不发生不全发生

2. 把概率级条件当集合级用

在 上均匀取点,单点集概率为 0 却非空。凡是选项里出现 、 而条件只给 ,先划掉。

反向是成立的:。题目直接给集合等式时,可以一路传下去(例如 )。

3. 逆事件只取”相反的那一种”,漏掉中间态

三种结局(甲胜/乙胜/平局)里,甲胜乙胜平局,不是 乙胜。

自查: 必须等于 1。

4. 对条件概率的”竖线后面”做运算

对竖线前面是完整的概率测度(加法、减法、容斥全都能用),对竖线后面什么规律都没有:,见 1000 基础 1-6。

与旧知识的连接

集合论:事件代数就是集合代数,德摩根律、分配律、吸收律与高中集合运算一字不差。唯一新增的是”取补 = 逆事件”这层解释。

线性代数: 的四块表与列联表、行列式的联系见 事件的独立性——独立性恰好是那张表的行列式为零。

测度论(了解即可):事件族要求对可列并、补运算封闭( 代数),这正是”概率为零 不可能”能够成立的技术原因。考研不考,但知道这一点就不会再把两者混同。

题型训练

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