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格致开物MATHWIKI

事件独立性

事件 A 与 B 独立,指 P(A∩B)=P(A)P(B)。若 P(B)>0,这等价于 P(A∣B)=P(A):得知 B 不改变 A 的概率。两次独立掷公平硬币,第一次正面、第二次正面就是例子,交事件概率为 1/4=(1/2)(1/2)。

独立与互斥

互斥指两事件不可能同时发生,即 P(A∩B)=0。若 P(A)>0、P(B)>0,互斥便不可能独立。掷骰时“结果为 1”与“结果为 2”互斥而不独立;知道前者发生,就能断定后者不发生。概念混淆常来自把“毫不相干”误当“不会同时发生”。

独立性也不能凭直觉判断。事件运算与古典概型中的双骰事件 A=“第一枚为偶数”、B=“点数和至少为 10”,分别有概率 1/2 与 1/6,若独立则交事件应为 1/12。实际交事件有四个有序对,概率 4/36=1/9,不相等。第二个条件偏向较大的点数,因此改变了第一枚为偶数的可能性。

若 A,B 确实独立,则 A 与 Bc 也独立。因为 A 可拆成互斥的 A∩B 与 A∩Bc,所以 P(A∩Bc)=P(A)−P(A∩B)=P(A)(1−P(B))=P(A)P(Bc)。这条推论来自加法和乘法定义,不需要再假设补事件“看起来无关”。

两两独立不够推出共同独立

取两次公平掷币的四个等可能结果,令 A 为第一次正面、B 为第二次正面、C 为两次同面。三者各有概率 1/2;任取两个,交事件各占四个结果中的一个,概率 1/4,所以两两独立。但 A∩B∩C 是“正正”,概率 1/4,而三者概率之积是 1/8。因此三个事件共同独立,需要检查每个子族的交事件概率等于各自概率之积。

独立性是对概率模型的假设或可验证性质,不是“重复试验”自动带来的。若抽球不放回,后一次的颜色通常受前一次影响。

参考资料