kaoyan3basic 概率论与数理统计 第426题

教材习题

📝 题目

### 第426题 426 已知事件 $A$ 与 $B$ 相互独立,$P(A)=a, P(B)=b$ .如果事件 $C$ 发生必然导致事件 $A$与 $B$ 同时发生,则 $A, B, C$ 都不发生的概率为 $\_\_\_\_$ .

💡 答案解析

**答案**:$\displaystyle \sum_{n=1}^{\infty}(-1)^{n-1}\frac{x^{2n}}{n(2n-1)}$,$|x|\leq1$ **解析**: 步骤1:$\displaystyle f(x)=x\arctan x-\frac{1}{2}\ln(1+x^2)$。 步骤2:$\displaystyle \arctan x=\sum_{n=0}^{\infty}(-1)^n\frac{x^{2n+1}}{2n+1}$,故$\displaystyle x\arctan x=\sum_{n=0}^{\infty}(-1)^n\frac{x^{2n+2}}{2n+1}$。 步骤3:$\displaystyle \ln(1+x^2)=\sum_{n=1}^{\infty}(-1)^{n-1}\frac{x^{2n}}{n}$,故$\displaystyle \frac{1}{2}\ln(1+x^2)=\sum_{n=1}^{\infty}(-1)^{n-1}\frac{x^{2n}}{2n}$。 步骤4:相减得$\displaystyle f(x)=\sum_{n=1}^{\infty}(-1)^{n-1}\left(\frac{1}{2n-1}-\frac{1}{2n}\right)x^{2n}=\sum_{n=1}^{\infty}(-1)^{n-1}\frac{x^{2n}}{n(2n-1)}$,收敛域$|x|\leq1$。 **难度**:★★★☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/2
目标:确定事件C发生导致A与B同时发生的概率关系
由于事件C发生必然导致事件A与B同时发生,即C ⊆ A∩B,因此P(C) ≤ P(A∩B)。又因为A与B相互独立,P(A∩B)=P(A)P(B)=ab。
公式:C ⊆ A∩B ⇒ P(C) ≤ P(A∩B)=ab
提示:注意事件包含关系转化为概率不等式。
步骤 2/2
目标:计算A,B,C都不发生的概率
所求概率为P(Ā∩B̄∩C̄)。由于C ⊆ A∩B,则C̄ ⊇ (A∩B)的补集,但直接计算较复杂。利用德摩根律:Ā∩B̄∩C̄ = (A∪B∪C)的补集。但更简单的方法:因为C发生必导致A和B发生,所以C不发生的情况包括A或B不发生,但C可能发生也可能不发生?实际上,C发生必导致A和B发生,所以C不发生当且仅当A或B至少一个不发生,但C也可能在A和B同时发生时发生或不发生?注意:C发生必导致A和B同时发生,但反之不一定成立。因此,事件“A,B,C都不发生”等价于“A不发生且B不发生”,因为如果A或B发生,则C可能发生?但若A不发生,则C不可能发生(因为C发生会导致A发生),所以A不发生自动保证C不发生。同样,B不发生也自动保证C不发生。因此,Ā∩B̄∩C̄ = Ā∩B̄。所以概率为P(Ā∩B̄)=P(Ā)P(B̄)(因为A与B独立,其对立事件也独立)=(1-a)(1-b)。
公式:P(Ā∩B̄∩C̄)=P(Ā∩B̄)=P(Ā)P(B̄)=(1-a)(1-b)
提示:关键:由C发生必导致A和B同时发生,推出若A或B不发生则C必不发生。

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