嚴(yán)鈞 劉小艷

事件的互斥、對(duì)立和獨(dú)立是幾個(gè)容易混淆的概念，所以有必要比較這幾個(gè)概念的異同點(diǎn)，首先我們來(lái)敘述一下這幾個(gè)概念的定義.

如果兩個(gè)事件A與B不可能同時(shí)發(fā)生，即滿足A∩B=Φ，則稱A與B互斥；

如果A與B有且僅有一個(gè)發(fā)生，即滿足A∩B=Φ，A∪B=Ω，則稱A與B對(duì)立；如果A與B滿足P（A∩B）=P（A）P（B），則稱A與B獨(dú)立.

這三個(gè)概念都是考慮兩個(gè)事件之間的相互關(guān)系，我們不妨就從數(shù)學(xué)上的“關(guān)系”角度來(lái)考慮這三個(gè)概念，看它們是否符合“等價(jià)關(guān)系”，也即看它們是否有反身性、對(duì)稱性和傳遞性.具體的，對(duì)集合Ω，設(shè)R是關(guān)于Ω中的元素的條件，如果Ω中的兩個(gè)元素A與B滿足條件R，則稱A與B有關(guān)系R，記為ARB，否則稱A與B無(wú)關(guān)系R.如果對(duì)Ω中任意的元素A，都有ARB，則R有反身性；如果ARB，則BRA，則稱R有對(duì)稱性；如果ARB，且BRC，則ARC，則稱R有傳遞性.下面我們就來(lái)具體討論一下，互斥、對(duì)立、獨(dú)立之間是否滿足反身性、對(duì)稱性和傳遞性.

反身性：

r如果A與A互斥，由定義可知：A∩A=Φ，則A為不可能事件Φ，也就是說(shuō)與自身互斥的事件只能是不可能事件.

r如果A與A對(duì)立，由定義：A∩A=Φ且A∪A=Ω，即A=Φ，并且A=Ω，矛盾，也就是說(shuō)一個(gè)事件不可能與自身對(duì)立.

r如果A與A獨(dú)立的話，則有獨(dú)立性的定義可知：P2（A）=P（A），即：P（A）=0或P（A）=1，如果P（A）=0，則A的選擇有很多，例如A=Φ∪N，其中N為零測(cè)度集，即P（N）=0，一個(gè)特別的情形就是A=Φ.對(duì)于P（A）=1的情形，我們可以取A=Ω＼N，其中P（N）=0.總之，如果A與A獨(dú)立的話，則A的選擇可能有無(wú)窮多種，顯然并不是所有事件都能與自身獨(dú)立，例如概率小于1的事件不可能與自己獨(dú)立.

由此我們可以得到：互斥、對(duì)立、獨(dú)立不滿足反身性.

對(duì)稱性：

r如果A與B互斥，顯然B與A也是互斥的，這是因?yàn)閮蓚€(gè)事件的交運(yùn)算滿足交換律.

r如果A與B對(duì)立，顯然B與A也是對(duì)立的，這是因?yàn)閮蓚€(gè)事件的交運(yùn)算和并運(yùn)算（有時(shí)也稱為和運(yùn)算）滿足交換律.

r如果A與B獨(dú)立，顯然B與A也是獨(dú)立的，這是因?yàn)閮蓚€(gè)事件的交運(yùn)算和兩個(gè)數(shù)的乘法運(yùn)算滿足交換律.

由此我們可以得到互斥、對(duì)立和獨(dú)立都滿足對(duì)稱性，這是由交運(yùn)算、并運(yùn)算和兩個(gè)數(shù)乘法運(yùn)算的可交換性所決定的.

傳遞性：

r如果A與B互斥，B與C互斥，則A與C可能相容，也可能互斥.例如，取Ω={1，2，3，4}，如果A={1}，B={2}，C={3}，則A與B，B與C，A與C都是互斥的；如果A={1，2}，B={4}，C={1，3}，則A與B互斥，B與C互斥，但A與C不是互斥的，圖示如下.

r如果A與B對(duì)立，B與C對(duì)立，則A=C，而不是A與C對(duì)立.事實(shí)上，因?yàn)锳與B對(duì)立，所以B=A，若B與C對(duì)立，即A與C對(duì)立，因此，C=A==A，其中A表示A的對(duì)立事件.

r如果A與B獨(dú)立，且B與C獨(dú)立，則A與C不一定獨(dú)立.我們通過(guò)舉例來(lái)說(shuō)明.

例 取Ω={ω1，ω2，ω3，ω4}，四個(gè)基本事件是等可能發(fā)生的，也就是說(shuō)，P（{ω1}）=P（{ω2}）=P（{ω3}）=P（{ω4}）=1[]4.

第一種情況：取事件A={ω1，ω2}，B={ω1，ω3}，C={ω1，ω4}，則由古典概型的計(jì)算公式：P（A∩B）=P（A）P（B），P（B∩C）=P（B）P（C），P（A∩C）=P（A）P（C），即事件A，B，C是兩兩獨(dú)立的.

第二種情況：取事件A={ω1，ω2}，B={ω1，ω3}，C={ω1，ω4}，則由古典概型的計(jì)算公式：P（A∩B）=P（A）P（B），P（B∩C）=P（B）P（C），但是我們有P（A∩C）=P（Φ）=0≠1[]4=P（A）P（C），即事件A與B，B與C是相互獨(dú)立的，但A與C不是獨(dú)立的.

所以，我們可以得到：互斥、對(duì)立和獨(dú)立都不滿足傳遞性.

綜上所述，互斥、對(duì)立和獨(dú)立都是滿足對(duì)稱性，而不滿足反身性和傳遞性，所以它們都不是等價(jià)關(guān)系.

下面我們來(lái)討論一下互斥、對(duì)立和獨(dú)立的相互關(guān)系.首先，我們來(lái)看一下互斥和對(duì)立之間的關(guān)系.從互斥和對(duì)立的定義可以看出，如果兩個(gè)事件是對(duì)立的，則它們一定是互斥的，反之不成立.事實(shí)上，對(duì)立是一種特殊的互斥.

典型例題：對(duì)飛機(jī)連續(xù)射擊兩次，每次發(fā)射一枚炮彈，設(shè)A={兩次都擊中}，B={每次都沒(méi)有擊中}，C={恰有一次擊中}，D={至少有一次擊中}，其中彼此互斥的事件是：A與B，A與C，B與C，B與D，對(duì)立事件是：B與D.

下面我們主要來(lái)看一下對(duì)立和獨(dú)立的關(guān)系.

r如果兩個(gè)事件A與B對(duì)立，則P（A∩B）=0，所以要使得A與B獨(dú)立，則P（A）與P（B）至少有一個(gè)為0，例如，A=Φ，B=Ω時(shí)，A與B獨(dú)立，需要指出的是，此時(shí)的A與B并不是唯一確定的，我們可以取A=N，B=Ω-N，其中，N是任意滿足P（N）=0的事件（即N是任意的概率為0的集合），則A與B是對(duì)立并且是獨(dú)立的.但是如果P（A）P（B）>0，則A與B不可能是獨(dú)立的，即如果兩個(gè)事件對(duì)立，它們的獨(dú)立性是無(wú)法判斷的.

r如果兩個(gè)事件A與B獨(dú)立，則A與B的可能對(duì)立，也可能不對(duì)立.例如，取A=B=Φ，或者A=B=Ω，則A與B獨(dú)立，但它們顯然不是對(duì)立的；如果我們?nèi)=Φ，B=Ω，則A與B獨(dú)立，并且A與B是對(duì)立的.事實(shí)上，我們要從P（A∩B）=P（A）P（B）得到A∩B=Φ是不可能的，因?yàn)榍罢呖坍?huà)的是事件的概率之間的關(guān)系，而后者刻畫(huà)的是事件本身之間的關(guān)系.

總之，對(duì)立和獨(dú)立之間沒(méi)有必然的聯(lián)系，更進(jìn)一步，我們知道討論兩個(gè)事件之間的對(duì)立的時(shí)候，我們所基于的前提是樣本空間Ω，而在討論兩個(gè)事件之間獨(dú)立性的時(shí)候，我們所基于的是概率空間（Ω，F(xiàn)，P），其中F稱為σ代數(shù)，而P為概率.