28.3 Zdarzenia. Działania na zdarzeniach
Kartkówka
Grupa A
Zadanie 1 (2 pkt)
Dana jest kostka dwunastościenna z liczbami od 1 do 12 na poszczególnych ściankach. Wykonujemy jeden rzut tą kostką. Niech $A$ oznacza zdarzenie: wypadła liczba oczek podzielna przez 3, $B$ – zdarzenie: wypadła liczba oczek podzielna przez 6, $C$ – zdarzenie: wypadła liczba oczek niepodzielna przez 3, $D$ – zdarzenie: wypadła liczba oczek będąca kwadratem liczby całkowitej.
a) Wypisz zdarzenia elementarne sprzyjające zdarzeniom $A, B, C, D$.
b) Określ relację między zdarzeniami $A$ i $B$.
c) Które z opisanych zdarzeń jest zdarzeniem przeciwnym do zdarzenia $A$?
d) Czy wśród zdarzeń $A, B, C, D$ są zdarzenia identyczne?
a) $A = \{3, 6, 9, 12\}$, $B = \{6, 12\}$, $C = \{1, 2, 4, 5, 7, 8, 10, 11\}$, $D = \{1, 4, 9\}$.
b) Zdarzenie $B$ jest zawarte w zdarzeniu $A$ ($B \subset A$), co oznacza, że zajście zdarzenia $B$ implikuje zajście zdarzenia $A$.
c) Zdarzeniem przeciwnym do zdarzenia $A$ jest zdarzenie $C$.
d) Nie, wśród podanych zdarzeń nie ma zdarzeń identycznych.
Zbiorem wszystkich zdarzeń elementarnych jest $\Omega = \{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12\}$.
a) Wypisujemy zdarzenia elementarne sprzyjające poszczególnym zdarzeniom:
Zdarzenie $A$ (liczba oczek podzielna przez 3): $A = \{3, 6, 9, 12\}$.
Zdarzenie $B$ (liczba oczek podzielna przez 6): $B = \{6, 12\}$.
Zdarzenie $C$ (liczba oczek niepodzielna przez 3): $C = \{1, 2, 4, 5, 7, 8, 10, 11\}$.
Zdarzenie $D$ (liczba oczek będąca kwadratem liczby całkowitej): $D = \{1, 4, 9\}$.
b) Analizujemy zbiory zdarzeń $A$ i $B$.\[A = \{3, 6, 9, 12\}\]\[B = \{6, 12\}\]Każde zdarzenie elementarne sprzyjające zdarzeniu $B$ sprzyja również zdarzeniu $A$. Oznacza to, że zdarzenie $B$ pociąga za sobą zdarzenie $A$. W języku teorii mnogości mówimy, że zbiór $B$ jest podzbiorem zbioru $A$, co zapisujemy jako $B \subset A$.
c) Zdarzenie przeciwne do zdarzenia $A$ ($A'$) to zdarzenie polegające na tym, że zdarzenie $A$ nie zaszło.
Skoro $A$ to zdarzenie "wypadła liczba oczek podzielna przez 3", to zdarzeniem przeciwnym $A'$ jest "wypadła liczba oczek niepodzielna przez 3".
Zdarzenie $C$ jest zdefiniowane właśnie w ten sposób.
Zatem zdarzeniem przeciwnym do zdarzenia $A$ jest zdarzenie $C$.
d) Porównujemy zbiory zdarzeń elementarnych:\[A = \{3, 6, 9, 12\}\]\[B = \{6, 12\}\]\[C = \{1, 2, 4, 5, 7, 8, 10, 11\}\]\[D = \{1, 4, 9\}\]Żadne dwa z tych zbiorów nie są sobie równe, więc wśród zdarzeń $A, B, C, D$ nie ma zdarzeń identycznych.
Zadanie 2 (3 pkt)
Doświadczenie losowe polega na dwukrotnym rzucie jedną sześcienną kostką do gry.
a) Opisz przestrzeń zdarzeń elementarnych dla tego doświadczenia.
b) Wypisz zdarzenia elementarne sprzyjające zdarzeniom:
$A$ – iloczyn wyrzuconych oczek jest większy od 20
$B$ – wartość bezwzględna różnicy wyrzuconych oczek jest równa 2
$C$ – liczba oczek w pierwszym rzucie jest dzielnikiem liczby oczek w drugim rzucie.
Wyznacz zdarzenia: $A \cap C$, $B \cup C$, $A - B$.
$A \cap C = \{(5,5), (6,6)\}$
$B \cup C = \{(1,1), (1,2), (1,3), (1,4), (1,5), (1,6), (2,2), (2,4), (2,6), (3,1), (3,3), (3,5), (3,6), (4,2), (4,4), (4,6),$$ (5,3), (5,5), (6,4), (6,6)\}$
$A - B = \{(5,5), (5,6), (6,5), (6,6)\}$
a) Przestrzeń zdarzeń elementarnych $\Omega$ składa się z 36 par uporządkowanych $(x, y)$, gdzie $x$ i $y$ to liczby oczek wyrzuconych w pierwszym i drugim rzucie. $x, y \in \{1, 2, 3, 4, 5, 6\}$.\[ \Omega = \{(1,1), (1,2), ..., (1,6), (2,1), ..., (6,6)\} \]b) Wypisujemy zdarzenia elementarne sprzyjające zdarzeniom $A$, $B$ i $C$.
Zdarzenie $A$ (iloczyn oczek jest większy od 20, $x \cdot y > 20$):\[ A = \{(4,6), (5,5), (5,6), (6,4), (6,5), (6,6)\} \]Zdarzenie $B$ (wartość bezwzględna różnicy oczek jest równa 2, $|x - y| = 2$):\[ B = \{(1,3), (3,1), (2,4), (4,2), (3,5), (5,3), (4,6), (6,4)\} \]Zdarzenie $C$ (liczba oczek w pierwszym rzucie jest dzielnikiem liczby oczek w drugim rzucie, tzn. $y$ jest wielokrotnością $x$):\[ C = \{(1,1), (1,2), (1,3), (1,4), (1,5), (1,6), (2,2), (2,4), (2,6), (3,3), (3,6), (4,4), (5,5), (6,6)\} \]Wyznaczamy zdarzenia $A \cap C$, $B \cup C$, $A - B$.
$A \cap C$ (część wspólna $A$ i $C$):\[ A \cap C = \{(5,5), (6,6)\} \]$B \cup C$ (suma zbiorów $B$ i $C$):\[ B \cup C = \{(1,1), (1,2), (1,3), (1,4), (1,5), (1,6), (2,2), (2,4), (2,6), (3,1), (3,3), (3,5), (3,6), (4,2), (4,4), (4,6), (5,3), (5,5), (6,4), (6,6)\} \]$A - B$ (elementy $A$, które nie należą do $B$):\[ A - B = \{(5,5), (5,6), (6,5), (6,6)\} \]
Zadanie 3 (3 pkt)
Niech $X = \{1, 2, 3, 5\}$. Doświadczenie losowe polega na wylosowaniu kolejno bez zwracania dwóch cyfr ze zbioru $X$ i utworzeniu liczby dwucyfrowej.
a) Opisz przestrzeń zdarzeń elementarnych dla tego doświadczenia.
b) Niech $A, A \subset \Omega$, oznacza zdarzenie: utworzona liczba jest większa od 31. Podaj opis słowny zdarzenia $A'$. Ile zdarzeń elementarnych sprzyja zdarzeniu $A$, a ile zdarzeniu $A'$?
c) Co można powiedzieć o zdarzeniu $B$ - utworzona liczba jest równa 33 lub 55?
d) Podaj przykład zdarzenia $C$, któremu sprzyja tylko jedno zdarzenie elementarne. Następnie opisz słownie zdarzenie $C$ i zdarzenie $C'$.
a) $\Omega = \{12, 13, 15, 21, 23, 25, 31, 32, 35, 51, 52, 53\}$.
b) Zdarzeniu $A$ sprzyja 5 zdarzeń elementarnych. Zdarzenie $A'$ to zdarzenie, że utworzona liczba jest mniejsza lub równa 31. Sprzyja mu 7 zdarzeń elementarnych.
c) Zdarzenie $B$ jest zdarzeniem niemożliwym.
d) Przykład: $C$ - utworzona liczba jest równa 21. $C'$ - utworzona liczba nie jest równa 21.
a) Losujemy dwie cyfry bez zwracania ze zbioru 4-elementowego. Liczba wszystkich możliwych zdarzeń elementarnych wynosi $4 \cdot 3 = 12$. Przestrzeń zdarzeń elementarnych $\Omega$ to zbiór wszystkich możliwych do utworzenia liczb dwucyfrowych:\[ \Omega = \{12, 13, 15, 21, 23, 25, 31, 32, 35, 51, 52, 53\} \]b) Zdarzenie $A$ polega na tym, że utworzona liczba jest większa od 31. Wypisujemy zdarzenia elementarne sprzyjające zdarzeniu $A$:\[ A = \{32, 35, 51, 52, 53\} \]Liczba zdarzeń elementarnych sprzyjających zdarzeniu $A$ wynosi $|A| = 5$.
Zdarzenie $A'$ jest zdarzeniem przeciwnym do $A$, czyli: utworzona liczba nie jest większa od 31 (jest mniejsza lub równa 31).
Liczba zdarzeń elementarnych sprzyjających zdarzeniu $A'$ wynosi $|A'| = |\Omega| - |A| = 12 - 5 = 7$.
c) Zdarzenie $B$ polega na tym, że utworzona liczba jest równa 33 lub 55. Ponieważ losowanie odbywa się bez zwracania, cyfry w utworzonej liczbie muszą być różne. Zatem zdarzenie $B$ jest zdarzeniem niemożliwym.\[ B = \emptyset \]d) Przykładem zdarzenia $C$, któremu sprzyja jedno zdarzenie elementarne, jest wylosowanie konkretnej liczby, np. 21.\[ C = \{21\} \]Opis słowny zdarzenia $C$: utworzona liczba jest równa 21.
Zdarzenie $C'$ jest zdarzeniem przeciwnym do $C$. Opis słowny zdarzenia $C'$: utworzona liczba nie jest równa 21.
Zadanie 4 (2 pkt)
Doświadczenie losowe polega na trzykrotnym rzucie monetą. Opisz przestrzeń zdarzeń elementarnych dla tego doświadczenia. Podaj zdarzenia elementarne, sprzyjające zdarzeniu: A — wypadły tylko dwa orły, B — co najwyżej raz wypadła reszka, C — orzeł nie wypadł ani razu. Opisz słowami zdarzenia $A'$, $B'$, $C'$.
Przestrzeń zdarzeń elementarnych: $\Omega = \{ (O,O,O), (O,O,R), (O,R,O), (R,O,O), (O,R,R), (R,O,R), (R,R,O), (R,R,R) \}$.
Zdarzenia sprzyjające: $A = \{ (O,O,R), (O,R,O), (R,O,O) \}$, $B = \{ (O,O,O), (O,O,R), (O,R,O), (R,O,O) \}$, $C = \{ (R,R,R) \}$.
Zdarzenia przeciwne:
$A'$: Wypadła inna liczba orłów niż dwa.
$B'$: Wypadły co najmniej dwie reszki.
$C'$: Wypadł co najmniej jeden orzeł.
Oznaczmy orła jako $O$ i reszkę jako $R$. Przestrzeń zdarzeń elementarnych $\Omega$ dla trzykrotnego rzutu monetą jest zbiorem wszystkich trzyelementowych ciągów o wyrazach $O$ lub $R$.\[ \Omega = \{ (O,O,O), (O,O,R), (O,R,O), (R,O,O), (O,R,R), (R,O,R), (R,R,O), (R,R,R) \} \]Zdarzenie $A$ polega na tym, że wypadły dokładnie dwa orły. Zdarzenia elementarne sprzyjające temu zdarzeniu to:\[ A = \{ (O,O,R), (O,R,O), (R,O,O) \} \]Zdarzenie $B$ polega na tym, że wypadła co najwyżej raz reszka. Oznacza to, że nie wypadła żadna reszka (same orły) lub wypadła dokładnie jedna reszka. Zdarzenia elementarne sprzyjające temu zdarzeniu to:\[ B = \{ (O,O,O), (O,O,R), (O,R,O), (R,O,O) \} \]Zdarzenie $C$ polega na tym, że orzeł nie wypadł ani razu. Oznacza to, że wypadły same reszki.\[ C = \{ (R,R,R) \} \]Teraz opiszemy słowami zdarzenia przeciwne.
Zdarzenie $A'$ jest przeciwne do zdarzenia $A$. Skoro $A$ oznacza, że wypadły dokładnie dwa orły, to $A'$ oznacza, że liczba wyrzuconych orłów jest różna od dwóch. Można to opisać jako: 'wypadła inna liczba orłów niż dwa'.
Zdarzenie $B'$ jest przeciwne do zdarzenia $B$. Skoro $B$ oznacza, że wypadła co najwyżej jedna reszka, to $B'$ oznacza, że wypadło więcej niż jedna reszka. Można to opisać jako: 'wypadły co najmniej dwie reszki'.
Zdarzenie $C'$ jest przeciwne do zdarzenia $C$. Skoro $C$ oznacza, że nie wypadł żaden orzeł, to $C'$ oznacza, że wypadł co najmniej jeden orzeł. Można to opisać jako: 'wypadł co najmniej jeden orzeł'.
Zadanie 5 (2 pkt)
Ze zbioru liczb naturalnych jednocyrfrowych losujemy jedną liczbę. Wyznacz przestrzeń zdarzeń elementarnych. Niech $A$ oznacza zdarzenie: wylosowana liczba jest parzysta, $B$ -- zdarzenie: wylosowana liczba jest podzielna przez 5, $C$ -- zdarzenie: wylosowana liczba jest liczbą pierwszą. Wyznacz zdarzenia:
a) $A \cup C$
b) $B \cap C$
c) $C' \cap A$
d) $A - B$
e) $B' - C'$
f) $A' \cup B'$
a) $A \cup C = \{0, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8\}$
b) $B \cap C = \{5\}$
c) $C' \cap A = \{0, 4, 6, 8\}$
d) $A - B = \{2, 4, 6, 8\}$
e) $B' - C' = \{2, 3, 7\}$
f) $A' \cup B' = \{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9\}$
Zgodnie z poleceniem, do liczb naturalnych zaliczamy zero. Zbiór liczb naturalnych jednocyrfrowych to przestrzeń zdarzeń elementarnych $\Omega$.\[ \Omega = \{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9\} \]Określamy zdarzenia $A$, $B$ i $C$ jako podzbiory przestrzeni $\Omega$.
Zdarzenie $A$: wylosowana liczba jest parzysta.\[ A = \{0, 2, 4, 6, 8\} \]Zdarzenie $B$: wylosowana liczba jest podzielna przez 5.\[ B = \{0, 5\} \]Zdarzenie $C$: wylosowana liczba jest liczbą pierwszą (liczby 0 i 1 nie są pierwsze).\[ C = \{2, 3, 5, 7\} \]Wyznaczamy zdarzenia dopełniające $A'$, $B'$ i $C'$.\[ A' = \Omega - A = \{1, 3, 5, 7, 9\} \]\[ B' = \Omega - B = \{1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9\} \]\[ C' = \Omega - C = \{0, 1, 4, 6, 8, 9\} \]Teraz wyznaczamy poszczególne zdarzenia:
a) Suma zdarzeń $A \cup C$ to zbiór liczb parzystych lub pierwszych.\[ A \cup C = \{0, 2, 4, 6, 8\} \cup \{2, 3, 5, 7\} = \{0, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8\} \]b) Iloczyn zdarzeń $B \cap C$ to zbiór liczb podzielnych przez 5, które są jednocześnie liczbami pierwszymi.\[ B \cap C = \{0, 5\} \cap \{2, 3, 5, 7\} = \{5\} \]c) Zdarzenie $C' \cap A$ to zbiór liczb parzystych, które nie są liczbami pierwszymi.\[ C' \cap A = \{0, 1, 4, 6, 8, 9\} \cap \{0, 2, 4, 6, 8\} = \{0, 4, 6, 8\} \]d) Różnica zdarzeń $A - B$ to zbiór liczb parzystych, które nie są podzielne przez 5.\[ A - B = \{0, 2, 4, 6, 8\} - \{0, 5\} = \{2, 4, 6, 8\} \]e) Zdarzenie $B' - C'$. Możemy je zapisać jako $C - B$. Jest to zbiór liczb pierwszych, które nie są podzielne przez 5.\[ B' - C' = \{1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9\} - \{0, 1, 4, 6, 8, 9\} = \{2, 3, 7\} \]f) Suma zdarzeń $A' \cup B'$. Zgodnie z prawem De Morgana jest to $(A \cap B)'$. Najpierw znajdźmy $A \cap B$, czyli zbiór liczb parzystych i podzielnych przez 5 (czyli podzielnych przez 10). W naszym zbiorze jest to tylko 0.\[ A \cap B = \{0\} \]Zatem $(A \cap B)' = \Omega - \{0\}$.\[ A' \cup B' = \{1, 3, 5, 7, 9\} \cup \{1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9\} = \{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9\} \]
Grupa B
Zadanie 1 (2 pkt)
Z urny zawierającej 10 kul ponumerowanych od 1 do 10 losujemy jedną kulę. Niech $A$ oznacza zdarzenie: wylosowano liczbę większą od 5, $B$ – zdarzenie: wylosowano liczbę większą od 8, $C$ – zdarzenie: wylosowano liczbę mniejszą lub równą 5, $D$ – zdarzenie: wylosowano liczbę parzystą.
a) Wypisz zdarzenia elementarne sprzyjające zdarzeniom $A, B, C, D$.
b) Określ relację między zdarzeniami $A$ i $B$.
c) Które z opisanych zdarzeń jest zdarzeniem przeciwnym do zdarzenia $A$?
d) Czy wśród zdarzeń $A, B, C, D$ są zdarzenia identyczne?
a) $A = \{6, 7, 8, 9, 10\}$, $B = \{9, 10\}$, $C = \{1, 2, 3, 4, 5\}$, $D = \{2, 4, 6, 8, 10\}$.
b) Zdarzenie $B$ jest zawarte w zdarzeniu $A$ ($B \subset A$), co oznacza, że zajście zdarzenia $B$ implikuje zajście zdarzenia $A$.
c) Zdarzeniem przeciwnym do zdarzenia $A$ jest zdarzenie $C$.
d) Nie, wśród podanych zdarzeń nie ma zdarzeń identycznych.
Zadanie 2 (3 pkt)
Doświadczenie losowe polega na dwukrotnym rzucie jedną sześcienną kostką do gry.
a) Opisz przestrzeń zdarzeń elementarnych dla tego doświadczenia.
b) Wypisz zdarzenia elementarne sprzyjające zdarzeniom:
$A$ – suma wyrzuconych oczek jest liczbą pierwszą
$B$ – przynajmniej jedna z wyrzuconych liczb oczek jest parzysta
$C$ – liczba oczek w pierwszym rzucie jest nie mniejsza niż liczba oczek w drugim rzucie.
Wyznacz zdarzenia: $A \cap B$, $C - A$, $B \cap C$.
$A \cap B = \{(1,2), (2,1), (1,4), (4,1), (2,3), (3,2), (1,6), (6,1), (2,5), (5,2), (3,4), (4,3), (5,6), (6,5)\}$
$C - A = \{(2,2), (3,1), (3,3), (4,2), (4,4), (5,1), (5,3), (5,4), (5,5), (6,2), (6,3), (6,4), (6,6)\}$
$B \cap C = \{(2,1), (2,2), (3,2), (4,1), (4,2), (4,3), (4,4), (5,2), (5,4), (6,1), (6,2), (6,3), (6,4), (6,5), (6,6)\}$
Zadanie 3 (3 pkt)
Niech $X = \{5, 6, 7, 8\}$. Doświadczenie losowe polega na wylosowaniu kolejno bez zwracania dwóch cyfr ze zbioru $X$ i utworzeniu liczby dwucyfrowej.
a) Opisz przestrzeń zdarzeń elementarnych dla tego doświadczenia.
b) Niech $A, A \subset \Omega$, oznacza zdarzenie: utworzona liczba jest podzielna przez 3. Podaj opis słowny zdarzenia $A'$. Ile zdarzeń elementarnych sprzyja zdarzeniu $A$, a ile zdarzeniu $A'$?
c) Co można powiedzieć o zdarzeniu $B$ - utworzona liczba jest równa 66 lub 77?
d) Podaj przykład zdarzenia $C$, któremu sprzyja tylko jedno zdarzenie elementarne. Następnie opisz słownie zdarzenie $C$ i zdarzenie $C'$.
a) $\Omega = \{56, 57, 58, 65, 67, 68, 75, 76, 78, 85, 86, 87\}$.
b) Zdarzeniu $A$ sprzyjają 4 zdarzenia elementarne. Zdarzenie $A'$ to zdarzenie, że utworzona liczba nie jest podzielna przez 3. Sprzyja mu 8 zdarzeń elementarnych.
c) Zdarzenie $B$ jest zdarzeniem niemożliwym.
d) Przykład: $C$ - utworzona liczba jest równa 56. $C'$ - utworzona liczba nie jest równa 56.
Zadanie 4 (2 pkt)
Doświadczenie losowe polega na trzykrotnym rzucie monetą. Opisz przestrzeń zdarzeń elementarnych dla tego doświadczenia. Podaj zdarzenia elementarne, sprzyjające zdarzeniu: A — wypadła nieparzysta liczba orłów, B — wypadło co najmniej dwie reszki, C — w pierwszym rzucie wypadł orzeł. Opisz słowami zdarzenia $A'$, $B'$, $C'$.
Przestrzeń zdarzeń elementarnych: $\Omega = \{ (O,O,O), (O,O,R), (O,R,O), (R,O,O), (O,R,R), (R,O,R), (R,R,O), (R,R,R) \}$.
Zdarzenia sprzyjające: $A = \{ (O,R,R), (R,O,R), (R,R,O), (O,O,O) \}$, $B = \{ (O,R,R), (R,O,R), (R,R,O), (R,R,R) \}$, $C = \{ (O,O,O), (O,O,R), (O,R,O), (O,R,R) \}$.
Zdarzenia przeciwne:
$A'$: Wypadła parzysta liczba orłów.
$B'$: Wypadła co najwyżej jedna reszka.
$C'$: W pierwszym rzucie wypadła reszka.
Zadanie 5 (2 pkt)
Ze zbioru liczb naturalnych od 10 do 19 włącznie losujemy jedną liczbę. Wyznacz przestrzeń zdarzeń elementarnych. Niech $A$ oznacza zdarzenie: wylosowana liczba jest parzysta, $B$ -- zdarzenie: wylosowana liczba jest podzielna przez 3, $C$ -- zdarzenie: wylosowana liczba jest większa od 15. Wyznacz zdarzenia:
a) $A \cup C$
b) $B \cap C$
c) $C' \cap A$
d) $A - B$
e) $B' - C'$
f) $A' \cup B'$
a) $A \cup C = \{10, 12, 14, 16, 17, 18, 19\}$
b) $B \cap C = \{18\}$
c) $C' \cap A = \{10, 12, 14\}$
d) $A - B = \{10, 14, 16\}$
e) $B' - C' = \{16, 17, 19\}$
f) $A' \cup B' = \{10, 11, 13, 14, 15, 16, 17, 19\}$
