如何證明補體規(guī)則的概率

從概率公理可以推導出幾個概率定理。這些定理可以用來計算我們可能想知道的概率。一個這樣的結果被稱為補充規(guī)則。該語句允許我們通過知道補碼AC的概率來計算事件A的概率。在陳述補充規(guī)則之后,我們將看到如何證明這個結果。

補碼規(guī)則

事件A的補碼用AC表示。A的補碼是通用集中所有元素的集合,或樣本空間S,它們不是集合A的元素。

補碼規(guī)則由以下公式表示:

P(34 A 35 36 C 37)1-P(38 A 39)

在這里,我們看到事件的概率及其補充概率必須總和為1。

補體規(guī)則的證明

為了證明補碼規(guī)則,我們從概率公理開始。這些陳述是沒有證據(jù)的。我們將會看到,它們可以系統(tǒng)地用來證明我們關于事件補充概率的陳述。

  • 概率的第一個公理是任何事件的概率都是非負實數(shù)。
  • 概率的第二個公理是整個樣本空間的概率S是一個。象征性地,我們寫P(S)=1。
  • 概率的第三個公理指出,如果AB是互斥的(意思是它們有一個空交集),那么我們將這些事件并集的概率聲明為P(AUB)=P(A)+P(B)。

對于補碼規(guī)則,我們不需要使用上面列表中的第一個公理。

幼兒園環(huán)保小知識

為了證明我們的陳述,我們考慮事件86 A 87和88 AC。從集合論來看,我們知道這兩套有空交集。這是因為一個元素不能同時在AA中。由于存在空交集,因此這兩組是互斥的。

兩個事件AAC的并集也很重要。這些構成了詳盡的事件,這意味著這些事件的結合是所有樣本空間S。

這些事實與公理相結合給了我們方程

1=P(S)=P(AUAC)=P(A)+P(AC)。

第一個平等是由于第二個概率公理。第二個平等是因為事件AAC是詳盡的。第三個平等是因為第三個概率公理。

上述等式可以重新排列成我們上面提到的形式。我們必須做的就是從方程的兩邊減去A的概率。因此

1 P(150 A 151)+P(152 A 153 C 155)

成為等式

P(AC)=1–P(A)。

當然,我們也可以通過聲明來表達這一規(guī)則:

P(A)=1–P(AC)。

所有這三個等式都是同樣的說法。我們從這個證明中可以看出,只有兩個公理和一些集合理論才能幫助我們證明關于概率的新陳述。