Умблик
Справочник вероятности
События
Вероятность и статистика · События

Пересечение событий

Выделяем совместное выполнение условий и различаем его вероятность с условной вероятностью.

6 минут на чтениеЗаданий для самопроверки: 3

Чему научимся

Пересечение нужно для правил сложения и умножения вероятностей, условной вероятности и задач о совместных признаках. Оно не равно условной вероятности и не всегда равно произведению.

Главная идея. Пересечение A ∩ B содержит исходы, при которых оба условия выполнены в одном общем опыте. Оно является частью каждого события, поэтому его вероятность не может превышать меньшую из P(A) и P(B).

План рассуждения и проверка понимания
  1. Опишите общий эксперимент и выпишите условия A и B как множества или точные свойства одного исхода.
  2. Оставьте только элементы, одновременно удовлетворяющие обоим условиям; порядок A и B на результат не влияет.
  3. Найдите вероятность общей части непосредственным подсчётом или через P(B)P(A | B), если условная вероятность известна.
  4. Проверьте верхнюю границу min(P(A), P(B)) и нижнюю max(0, P(A) + P(B) − 1).

Частая ошибка. Автоматически умножить P(A) на P(B), не проверив независимость, или заменить P(A ∩ B) условной вероятностью P(A | B).

Как проверить себя. Пересечение относится ко всему пространству: используйте произведение P(A)P(B) только при независимости, а в общем случае P(A ∩ B) = P(B)P(A | B).

Схема к теме

Наглядная модель: Пересечение событий

Выделяем совместное выполнение условий и различаем его вероятность с условной вероятностью.

Наглядная модель: Пересечение событийВыделяем совместное выполнение условий и различаем его вероятность с условной вероятностью.пересечениесовместноИусловнаявероятностьПересечениесобытий
  • Пересечение событий → пересечение
  • Пересечение событий → совместно
  • Пересечение событий → И
  • Пересечение событий → условная вероятность
Схема связывает понятие «Пересечение событий» с его ключевыми признаками. Вывод: Свяжите определение, условия и обозначения: тогда формула станет краткой записью уже понятной идеи.
Проверка пониманияОбъясните тему своими словами

В группе из 20 человек восемь изучают язык, а трое из этих восьми занимаются музыкой. Сравните вероятность обоих занятий и условную вероятность музыки.

В хорошем объяснении есть:

  • Совместная вероятность рассчитана относительно всей группы и равна 3/20.
  • Условная вероятность рассчитана внутри восьми изучающих язык и равна 3/8; объяснены разные знаменатели.

Оба условия одновременно

Пересечение A∩BA\cap B происходит тогда, когда выполняются оба события. Если ученик занимается шахматами и музыкой, он входит в общую часть двух групп. Включающее «или» вместо «и» дало бы объединение, то есть другую совокупность.

В конечной модели пересечение находят сравнением списков исходов. Каждый общий исход записывается один раз. Операция симметрична: A∩B=B∩AA\cap B=B\cap A, а несколько пересечений можно группировать без изменения результата.

Совместное и условное — разные вопросы

Вероятность P(A∩B)P(A\cap B) относится ко всему пространству. Условная P(A∣B)P(A\mid B) относится к случаю, когда уже известно BB. При P(B)>0P(B)>0 они связаны делением: P(A∣B)=P(A∩B)/P(B)P(A\mid B)=P(A\cap B)/P(B). Нельзя безусловно ставить эти числа равными.

Пересечение не требует одновременности в физическом времени. В опыте из двух последовательных бросков «орёл сначала» и «решка затем» являются событиями одного общего опыта; их пересечение — конкретный двухшаговый путь.

Границы и ошибки

Пересечение входит в каждое из событий, поэтому его вероятность не больше меньшей отдельной вероятности. Нижняя граница равна max⁡(0,P(A)+P(B)−1)\max(0,P(A)+P(B)-1). Например, двум событиям с вероятностями 0,80{,}8 и 0,70{,}7 необходимо пересечение хотя бы 0,50{,}5.

Формулу P(A∩B)=P(A)P(B)P(A\cap B)=P(A)P(B) применяют только при независимости. Геометрическое перекрытие кругов на схеме само по себе независимости не показывает.

Три примера

  1. Для A={1,2,4}A=\{1,2,4\} и B={2,3,4}B=\{2,3,4\} пересечение равно {2,4}\{2,4\}.
  2. В группе 2020 человек 88 изучают язык, из них 33 занимаются музыкой. При равномерном выборе вероятность обоих занятий 3/203/20, а музыки при известном изучении языка 3/83/8.
  3. Если AA входит в BB, то A∩B=AA\cap B=A. При P(A)=0,2P(A)=0{,}2 пересечение имеет вероятность 0,20{,}2, независимо от того, насколько больше BB.

Формула, смысл и ограничения

Главные формулы с расшифровкой

A∩B={ω:ω∈A и ω∈B}A\cap B=\{\omega:\omega\in A\ \text{и}\ \omega\in B\}

Формула словами: Пересечение содержит только общие исходы.

0≤P(A∩B)≤min⁡(P(A),P(B))0\le P(A\cap B)\le\min(P(A),P(B))

Формула словами: Общая часть не может быть вероятнее каждого содержащего её события.

От формулы к наблюдению

Попробуйте самостоятельно

Измените параметры и сопоставьте расчёт с результатами случайного эксперимента.

От простого к сложному

Проверьте себя

Сначала запишите решение самостоятельно. Затем можно открыть намёк, сравнить каждый переход с пошаговым разбором и только после этого посмотреть ответ. Прогресс сохраняется в этом браузере.

Открываем задание…

Открываем задание…

Открываем задание…

Источники и соглашения

Объяснения и задачи — авторские. Источники помогают проверить определения, условия и школьную привязку. Обозначения и параметризация указаны в статье.