第二節 概率為零的事件
小哲射標靶

沒有可能發生的事件概率為零,但概率為零的事件一定沒有可能發生嗎?我們看看以下例子:

小哲是個神槍手;他的配槍射出的子彈會造成半徑為\(\;1\;\)公分的圓形彈孔。現在他瞄著十米外標靶上一個半徑為\(\;1\;\)公分圓心為\(\;A\;\)的圓形發射。已知小明擊中彈孔的圓心\(\;B\;\)與\(\;A\;\)永遠不會超過\(\;2\;\)公分;而\(\;B\;\)出現在距離\(\;A\;\)不超過\(\;2\;\)公分的任一點的概率又是一樣的。

請問\(\;AB\;\)不超過\(\;1\;\)公分的概率?
  • \(\;0\;\)
  • \(\;\frac{1}{4n^{2}}\;\)
  • \(\;\frac{1}{16}\;\)
  • \(\;\frac{1}{4}\;\)
請問\(\;AB\;\)不超過\(\;\displaystyle{\frac{1}{2}}\;\)公分的概率?
  • \(\;0\;\)
  • \(\;\frac{1}{4n^{2}}\;\)
  • \(\;\frac{1}{16}\;\)
  • \(\;\frac{1}{4}\;\)
請問\(\;AB\;\)不超過\(\;\displaystyle{\frac{1}{n}}\;\)公分的概率?
  • \(\;0\;\)
  • \(\;\frac{1}{4n^{2}}\;\)
  • \(\;\frac{1}{16}\;\)
  • \(\;\frac{1}{4}\;\)
請問\(\;AB=0\;\)公分的概率?
  • \(\;0\;\)
  • \(\;\frac{1}{4n^{2}}\;\)
  • \(\;\frac{1}{16}\;\)
  • \(\;\frac{1}{4}\;\)
請問\(\;AB=0\;\)公分是否無可能發生?

題解:

  1. 設概率空間\(\;S\;\)為以\(\;A\;\)為圓心半徑為\(\;2\;\)公分的圓形,事件\(\;E_1=\{B:AB\leq 1\}。\;\)

    \(\;E_1\;\)就是以\(\;A\;\)為圓心半徑為\(\;1\;\)公分的圓形,\(P(E_1)\;\)就是兩個圓形面積比\(\;\displaystyle \frac{\pi}{4\pi}=\frac{1}{4}。\;\)

  2. 設事件\(\;\displaystyle E_2=\{B:AB\leq \frac{1}{2}\}。\;\)

    \(\;E_2\;\)就是以\(\;A\;\)為圓心半徑為\(\;\displaystyle \frac{1}{2}\;\)公分的圓形,\(P(E_2)\;\)就等於\(\;\displaystyle \frac{\frac{1}{4}\pi}{4\pi}=\frac{1}{16}。\;\)

  3. 設事件\(\;\displaystyle E_n=\{B:AB\leq \frac{1}{n}\}。\;\)

    \(\;E_n\;\)就是以\(\;A\;\)為圓心半徑為\(\;\displaystyle \frac{1}{n}\;\)公分的圓形,\(P(E_n)\;\)就等於\(\;\displaystyle \frac{\frac{1}{n^2}\pi}{4\pi}=\frac{1}{4n^2}。\;\)

  4. 設事件\(\;E\;\)為

    \[\{B: AB=0\}。\]

    對於任何\(\;n\),事件\(\;E\;\)都是事件\(\;E_n\;\)的子集,所以\(\;P(E)\;\)必少於\(\;\displaystyle \frac{1}{4n^2}。\;\)

    \(\;P(E)\;\)只能是\(\;0\;\)了。但\(\;E\;\)還是有可能發生的。

儘管沒有可能發生的事件概率為零,但是概率為零的事件並不一定沒有可能發生。
  • 我們再舉一例:在一條長度為一公分的線段\(\;AB\;\)上有無限點。當我們隨機抽一點,這點剛巧在該線段上正中點\(\;M\;\)的概率為零,但又絕非沒有可能發生。
  • 這個煩惱源於事件空間中有無限個元素(在我們的例子中\(\;AB\;\)上有無限點),隨機抽中任一元素(在我們的例子中為正中點\(\;M\;\)),其概率都可以是零。
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