事件 與事件 獨立的定義是: 。
事件 與事件 互斥的定義是:集合 與集合 沒有相同的樣本點,即 。( 代表空集, 也可以簡記為 )
如果事件 或事件 發生的機率都不為0,那麼獨立和互斥有這樣一層關係:互斥不獨立,獨立不互斥。
證明:若 互斥,則 ,那麼 ,而 ,因此 ,即 不獨立。
另一方面,若 獨立,則有 。接下來用反證法:假設互斥,則 ,那麼 ,而 ,則 ,產生矛盾。因此若 獨立,則 不互斥。
“互斥不獨立,獨立不互斥”是在事件 與事件 發生的機率都不為0的情況下才有的結論。一般情況下這個結論不成立。
接下來我要強調一個概念:零機率事件與不可能事件是不同的。不可能事件的定義是:若 ,則 是不可能事件;零機率事件的定義是:若 ,則 是零機率事件。咋一看,兩個定義好像沒有什麼區別。的確,在離散情況下,兩者是等價的。但是在連續場合,零機率事件是有可能發生的。比如 服從(0,1)上的均勻分佈,那麼事件{ }發生的機率為0,因為連續型隨機變數取一個點的機率為0。但是事件{ }是有可能發生的。不可能事件是比零機率事件更強的定義。因此若 ,無法推出 是空集。
類似地,1機率事件與必然事件是不同的。1機率事件是指發生機率為1的事件,但是它比“必然事件”更弱些。仍然舉上面的例子:事件{ }發生的機率為1,但是它不是必然事件,因為事件{ }仍然有可能發生。
於是有如下結論:零機率事件與任何事件獨立;1機率事件與任何事件獨立。我在這裡只證明“零機率事件與任何事件獨立”:設 ,那麼對於任何事件 ,有 ,那麼 ,得到 。於是有 ,即 獨立。類似地,“1機率事件與任何事件獨立”留給讀者自己證明。
我們已經知道,零機率事件與任何事件獨立,1機率事件與任何事件獨立。那麼有沒有什麼事件與任何事件互斥呢?答案是:不可能事件與任何事件互斥。證明很簡單:設 是不可能事件,則 ,對於任何事件 ,有 ,於是 互斥。
最後來一個終極問題:有沒有什麼事件與任何事件既獨立又互斥呢?答案是:不可能事件與任何事件既獨立又互斥!證明很簡單:首先,不可能事件與任何事件互斥,這在上一段已經證明;又因為不可能事件一定是零機率事件,而零機率事件與任何事件獨立。所以不可能事件與任何事件既獨立又互斥。
事件 與事件 獨立的定義是: 。
事件 與事件 互斥的定義是:集合 與集合 沒有相同的樣本點,即 。( 代表空集, 也可以簡記為 )
如果事件 或事件 發生的機率都不為0,那麼獨立和互斥有這樣一層關係:互斥不獨立,獨立不互斥。
證明:若 互斥,則 ,那麼 ,而 ,因此 ,即 不獨立。
另一方面,若 獨立,則有 。接下來用反證法:假設互斥,則 ,那麼 ,而 ,則 ,產生矛盾。因此若 獨立,則 不互斥。
“互斥不獨立,獨立不互斥”是在事件 與事件 發生的機率都不為0的情況下才有的結論。一般情況下這個結論不成立。
接下來我要強調一個概念:零機率事件與不可能事件是不同的。不可能事件的定義是:若 ,則 是不可能事件;零機率事件的定義是:若 ,則 是零機率事件。咋一看,兩個定義好像沒有什麼區別。的確,在離散情況下,兩者是等價的。但是在連續場合,零機率事件是有可能發生的。比如 服從(0,1)上的均勻分佈,那麼事件{ }發生的機率為0,因為連續型隨機變數取一個點的機率為0。但是事件{ }是有可能發生的。不可能事件是比零機率事件更強的定義。因此若 ,無法推出 是空集。
類似地,1機率事件與必然事件是不同的。1機率事件是指發生機率為1的事件,但是它比“必然事件”更弱些。仍然舉上面的例子:事件{ }發生的機率為1,但是它不是必然事件,因為事件{ }仍然有可能發生。
於是有如下結論:零機率事件與任何事件獨立;1機率事件與任何事件獨立。我在這裡只證明“零機率事件與任何事件獨立”:設 ,那麼對於任何事件 ,有 ,那麼 ,得到 。於是有 ,即 獨立。類似地,“1機率事件與任何事件獨立”留給讀者自己證明。
我們已經知道,零機率事件與任何事件獨立,1機率事件與任何事件獨立。那麼有沒有什麼事件與任何事件互斥呢?答案是:不可能事件與任何事件互斥。證明很簡單:設 是不可能事件,則 ,對於任何事件 ,有 ,於是 互斥。
最後來一個終極問題:有沒有什麼事件與任何事件既獨立又互斥呢?答案是:不可能事件與任何事件既獨立又互斥!證明很簡單:首先,不可能事件與任何事件互斥,這在上一段已經證明;又因為不可能事件一定是零機率事件,而零機率事件與任何事件獨立。所以不可能事件與任何事件既獨立又互斥。