§3. Независимые события. Теорема умножения для независимых событий

Событие Вназывают независимым от событияА, если появление событияАне изменяет вероятности событияВ, т.е.

Р_А(В) = Р(В)

Если событие В не зависит от события А, то и событие А не зависит от события В.

Теорема.Вероятность совместного появления двух независимых событий равна произведению вероятностей этих событий:

Р(АВ) = Р(А)Р(В).

Несколько событий называют попарно независимыми, если каждые два из них независимы.

События А,В,Спопарно независимы, еслиАиВ,АиС,ВиСнезависимы.

Несколько событий называют независимыми в совокупности (или просто независимыми), если независимы каждые два из них и независимы каждое событие и все возможные произведения остальных.

Следствие 1.Вероятность совместного появления нескольких независимых событий, независимых в совокупности, равна произведению вероятностей этих событий:

Р(А₁А₂…А_n) = Р(А₁)Р(А₂)…Р(А_n).

Следствие 2.Если событияА₁,А₂, … ,А_nнезависимы, то противоположные им событияĀ₁,Ā₂, …,Ā_n так же независимы.

Пример. Производится три выстрела по одной и той же мишени. Вероятность попадания при первом, втором и третьем выстрелах равна Р₁ = 0,4;Р₂ = 0,5;Р₃ = 0,7. Найти вероятность того, что в результате этих трех выстрелов произойдет ровно одно попадание.

Решение. Событие А – ровно одно попадание в мишень; А₁, А₂, А₃ – попадание при первом, втором и третьем выстрелах соответствено; Ā₁, Ā₂, Ā₃ – промах при первом, втором и третьем выстрелах соответствено. Событие А может наступить, если первый стрелок попал, а второй и третий не попали А₁ Ā₂ Ā₃; если второй стрелок попал, а первый и третий не попали Ā₁ А₂ Ā₃; если третий стрелок попал, а первый и второй не попали Ā₁ Ā₂ А₃:

А=А₁ Ā₂ Ā₃ +Ā₁ А₂ Ā₃ +Ā₁ Ā₂ А₃.

Искомая вероятность

Р(А) =Р(А₁ Ā₂ Ā₃) +Р(Ā₁ А₂ Ā₃ ) +Р(Ā₁ Ā₂ А₃);

Р(А) =Р(А₁)Р(Ā₂)Р(Ā₃) +Р(Ā₁)Р(А₂)Р(Ā₃) +Р(Ā₁)Р(Ā₂)Р(А₃);

Р(А) = 0,40,90,3 + 0,60,90,3 + 0,60,90,7 = 0,06 + 0,09 + 0,21 = 0,36.

§4. Вероятность появления хотя бы одного события

Теорема.Вероятность появления хотя бы одного из независимых событийА₁,А₂, … ,А_n, равна разности между единицей и произведением вероятностей противоположных событийĀ₁,Ā₂,…,Ā_n:

Р(А) = 1 – Р(Ā₁)Р(Ā₂)…Р(Ā_n).

Следствие. Если событие а1, а2, … , Аn имеют одинаковую вероятность, равную p, то вероятность появления хотя бы одного из этих событий:

Р(А) = 1 – qⁿ,

где q – вероятность противоположного события.

Пример. В типографии имеется 3 машины. Для каждой машины вероятность того, что она работает в данный момент, равна 0,8. Найти вероятность того, что в данный момент работает хотя бы одна машина.

Решение. Событие А– машина работает, противоположное событиеĀ– машина не работает. Эти события образуют полную группу.

p+q = 1,q= 1 –p= 0,2,Р(А) = 1 –qⁿ= 1 – 0,2³= 0,992.

§5. Теорема сложения вероятностей совместных событий

Два события называют совместными, если появление одного из них не исключает появление другого в одном и том же опыте.

Теорема. Вероятность появления хотя бы одного из двух совместных событий равна сумме вероятностей этих событий без вероятности их совместного появления.

P(A + B) = P(A) + P(B) – P(AB).

Замечание1. Если два событиянезависимы, то:

P(A + B) = P(A) + P(B) – P(A)P(B).

Замечание2. Если два событиязависимы, то:

P(A + B)=P(A) + P(B) – P(A)PA(B).

Замечание3. Если два событиянесовместимы, то:

P(A + B) = P(A) + P(B).

Пример. Вероятность попадания в цель при стрельбе первого и второго орудий соответственно равны P1 = 0,8,P2 = 0,9. Найти вероятность попадания при одновременном залпе (из обоих орудий) хотя бы одним из орудий.

Решение. Рассмотрим два способа решения.

1. По условию события А(попадание первого орудия) иВ(попадание второго орудия) совместны и независимы. Вероятность того, что оба орудия попали

P(AB) = P(A)P(B) = 0,80,9 = 0,72.

Вероятность попадания при одновременном залпе хотя бы одним из орудий

P(A + B) = P(A) + P(B) – P(AB) = 0,8 + 0,9 – 0,72 = 1,7 – 0,72 = 0,98.

2. Так как события АиВ независимы, то вероятность появления хотя бы одного из этих событий вычислим по формуле

P = 1 –q₁q₂,

где q₁иq₂вероятности событий, противоположных событиямАиВ

q₁= 1 – 0,8 = 0,2,q₂ = 1 – 0,9 = 0,1.

Вероятность появления хотя бы одного события:

P = 1 –q₁q₂= 1 – 0,20,1 = 1 – 0,02 = 0,98.