Учебник по теории вероятностей
§ 1.1. Классификация событий
Опытом, или испытанием, называют всякое осуществление определенного комплекса условий или действий, при которых происходит соответствующее явление. Возможный результат опыта называют событием. Например, опытом является подбрасывание монеты, а событиями "герб", "цифра на верхней ее стороне" (когда монета упадет). Опытами являются стрельба по мишени, извлечение шара из ящика и т.п. События будем обозначать заглавными буквами латинского алфавита А, В, С, ...
Событие называется достоверным в данном опыте, если оно обязательно произойдет в этом опыте. Например, если в ящике находятся только голубые шары, то событие "из ящика извлечен голубой шар" является достоверным (в ящике нет шаров другого цвета).
Событие называется невозможным в данном опыте, если оно не может произойти в этом опыте. Так, если в ящике находятся только красные шары, то событие "из ящика извлечен голубой шар" является невозможным (таких шаров в ящике нет).
Событие называется случайным в данном опыте, если оно может произойти, а может и не произойти в этом опыте. Например, если в ящике находятся n голубых и m красных шаров, одинаковы по размеру и весу, то событие "из урны извлечен голубой шар" является случайным (оно может произойти, а может и не произойти, поскольку в урне имеются не только голубые, но и красные шары). Случайными событиями являются "герб" и "цифра на верхней стороне монеты при ее подбрасывании", "попадание и промах при стрельбе по мишени", "выигрыш по билету лотереи" и т.п.
З а м е ч а н и е. Приведенные примеры свидетельствуют о том, что одно и то же событие в некотором опыте может быть достоверным, в другом - невозможным, в третьем - случайным. Говоря о достоверности, невозможности, случайности события, имеют в виду его достоверность, невозможность, случайность по отношению к конкретному опыту, то есть к наличию определенного комплекса условий или действий.
Два события называются совместными в данном опыте, если появление одного из них не исключает, появление другого в этом опыте. Так, при подбрасывании двух симметричных монет, события А - "герб на верхней стороне первой монеты" и В - "цифра на верхней стороне второй монеты" являются совместными.
Два события называются несовместными, если они не могут произойти вместе при одном и том же испытании. Например, несовместными являются попадание и промах при одном выстреле. Несколько событий называются несовместными, если они попарно- несовместны.
Два события называются противоположными, если появление одного из них равносильно непоявлению другого. Так, противоположными являются события "герб" и "цифра" при одном подбрасывании симметричной монеты. Если одно из противоположных событий обозначено буквой А, то другое обозначают 
. Например, если А - "попадание", то - "промах" при одном выстреле по мишени.
Множество событий A1, А2, ... , Аn называют полной группой событий, если они попарно-несовместны; появление одного и только одного из них является достоверным событием. Поясним понятие полной группы событий на следующем примере. Рассмотрим события, появляющиеся при подбрасывании игрального кубика (то есть кубика, на гранях которого записаны цифры 1, 2, 3, 4, 5, 6 или изображены знаки, соответствующие этим цифрам). Когда кубик упадет, то верхней гранью окажется грань с одной из этих цифр. Событие: "верхней гранью оказалась грань с цифрой k" обозначим через Ak (k = 1, 2, 3, 4, 5, 6). События А1, А2, А3, А4, А5, А6 образуют полную группу: они попарно-несовместны; появление одного и только одного из них является достоверным событием (когда кубик упадет, то только одна из граней окажется верхней, на ней написана только одна из цифр от 1 до 6).
События считают равновозможными, если нет оснований полагать, что одно событие является более возможным, чем другие. Например, при подбрасывании монеты событие А (появление цифры) и событие В (появление герба) равновозможны, так как предполагается, что монета изготовлена из однородного материала, имеет правильную цилиндрическую форму и наличие чеканки не влияет на то, какая сторона монеты (герб или цифра) окажется верхней. При подбрасывании игрального кубика события A1, А2, А3, А4, А5, А6 являются равновозможными, поскольку предполагается, что кубик изготовлен из однородного материала, имеет правильную форму и наличие цифр (или очков) на гранях не влияет на то, какая из шести граней окажется верхней. Каждое событие, которое может наступить в итоге опыта, называется элементарным исходом (элементарным событием, или шансом).
Например, события A1, А2, А3, А4, А5, А6 - элементарные исходы при подбрасывании кубика. Элементарные исходы, при которых данное событие наступает, называются благоприятствующими этому событию, или благоприятными шансами. Так, при подбрасывании игрального кубика элементарные исходы А2, А4, А6 являются благоприятствующими событию "выпало четное число очков".
Пример 1.
Подбрасываются два игральных кубика, подсчитываются суммы выпавших очков (суммы числа очков на верхних гранях обоих кубиков). Сумма выпавших очков на двух кубиках может меняться от 2 до 12. Записать полную группу событий в этом опыте.
Решение.
Полную группу событий образуют равновозможные элементарные исходы (k; m), k, m = 1, 2, 3, 4, 5, 6, представленные в таблице. Элементарный исход (k; m) означает, что на первом кубике выпало k очков, на втором m очков (k, m = 1,2,3,4,5,6). Например, (3; 4) - на первом кубике 3 очка, на втором - 4 очка.
| (1;1) | (2;1) | (3;1) | (4;1) | (5;1) | (6;1) |
| (1;2) | (2;2) | (3;2) | (4;2) | (5;2) | (6;2) |
| (1;3) | (2;3) | (3;3) | (4;3) | (5;3) | (6;3) |
| (1;4) | (2;4) | (3;4) | (4;4) | (5;4) | (6;4) |
| (1;5) | (2;5) | (3;5) | (4;5) | (5;5) | (6;5) |
| (1;6) | (2;6) | (3;6) | (4;6) | (5;6) | (6;6) |
Пример 2.
Сколько элементарных исходов благоприятствует событию "на обоих кубиках выпало одинаковое число очков" при подбрасывании двух игральных кубиков?
Решение.
Этому событию благоприятствуют 6 элементарных исходов (смотрите таблицу из примера 1): (1;1), (2;2), (3;3), (4;4), (5;5), (6;6).
Пример 3.
Подбрасывается два игральных кубика. Какому событию благоприятствует больше элементарных исходов: "сумма выпавших очков равна 7", "сумма выпавших очков равна 8"?
Решение.
Событию "сумма выпавших очков равна 7" благоприятствуют 6 исходов (см. табл. примера 1): (1;6), (2;5), (3;4), (4;3), (5;2), (6;1). Событию "сумма выпавших очков равна 8" благоприятствуют 5 исходов: (2;6), (3;5), (4;4), (5;3), (6;2). Следовательно, первому событию благоприятствует больше элементарных исходов.
Пример 4.
Подбрасываются три игральных кубика, подсчитываются суммы очков, выпавших на них. Сколькими способами можно получить в сумме 5 очков, 6 очков?
Решение.
Получить в сумме 5 очков можно шестью способами: (1; 1; 3), (1; 3; 1), (3; 1; 1), (1; 2; 2), (2; 1; 2), (2; 2; 1). Получить в сумме 6 очков можно десятью способами: (1; 1; 4), (1; 4; 1), (4; 1; 1), (1; 2; 3), (1; 3; 2), (2; 1; 3), (2; 3; 1), (3; 1; 2), (3; 2; 1), (2; 2; 2).
З а м е ч а н и е. Запись (3; 2; 1) означает, что на первом кубике выпало 3 очка, на втором - 2 очка, на третьем - 1 очко.
Задачи
1. Являются ли несовместными следующие события:
а) опыт - подбрасывание симметричной монеты; события: А -"появление герба", В - "появление цифры";
б) опыт - два выстрела по мишени; события: А - "хотя бы одно попадание"; В - "хотя бы один промах".
2. Являются ли равновозможными следующие события:
а) опыт - подбрасывание симметричной монеты; события: А -"появление герба", В - "появление цифры";
б) опыт - подбрасывание погнутой монеты; события: А - "появление герба", В - "появление цифры";
в) опыт - выстрел по мишени; события: А - "попадание", В - "промах".
3. Образуют ли полную группу событий следующие события:
а) опыт - подбрасывание симметричной монеты; события: А - "герб", В - "цифра";
б) опыт - подбрасывание двух симметричных монет; события: А - "два герба", В - "две цифры".
4. Опыт - подбрасывание двух игральных кубиков. Сколько элементарных исходов благоприятствуют событию - выпало очков: 2, 3, 4, 5, 6, 7,8,9,10,11,12?
5. Опыт - подбрасывание трех игральных кубиков. Сколько всего элементарных исходов? Сколько элементарных исходов благоприятствуют событию - на трех кубиках выпало очков: 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12? Каково наибольшее значение суммы выпавших очков?
Ответы
1. а) да; б) нет. 2. а) да; б) нет; в) в общем случае нет. 3. а) да; б) нет. 4. 1,2,3,4,5,6,5,4, 3, 2, 1. 5. n=216; 1, 3, 6, 10, 15, 21, 25, 27, 27, 25; 18.
Вопросы
1. Что называют опытом, или испытанием?
2. Что называют событием?
3. Какое событие называют достоверным в данном опыте?
4. Какое событие называют невозможным в данном опыте?
5. Какое событие называют случайным в данном опыте?
6. Какие события называют совместными в данном опыте?
7. Какие события называют несовместными в данном опыте?
8. Какие события называют противоположными?
9. Какие события считают равно возможными?
10. Что называют полной группой событий?
11. Что называют элементарным исходом?
12. Какие элементарные исходы называют благоприятствующими данному событию?
13. Что представляет собой полная группа событий при подбрасывании одной монеты?
14. Что представляет собой полная группа событий при подбрасывании двух монет?