Теорема умножения вероятностей.

Теорема умножения вероятностей формулируется следующим образом: Вероятность произведения двух событий равна произведению вероятностей одного из них на условную вероятность другого, вычисленную при условии, что первое имело место:

Теорема умножения вероятностей. - student2.ru Докажем теорему умножения для схемы случаев. Пусть возможные исходы опыта сводятся к Теорема умножения вероятностей. - student2.ru случаям, которые мы снова для наглядности изобразим в виде Теорема умножения вероятностей. - student2.ru точек:

Теорема умножения вероятностей. - student2.ru

Предположим, что событию Теорема умножения вероятностей. - student2.ru благоприятны Теорема умножения вероятностей. - student2.ru случаев, а событию Теорема умножения вероятностей. - student2.ru благоприятны Теорема умножения вероятностей. - student2.ru случаев. Так как мы не предполагали события Теорема умножения вероятностей. - student2.ru и Теорема умножения вероятностей. - student2.ru несовместными, то вообще существуют случаи, благоприятные и событию Теорема умножения вероятностей. - student2.ru , и событию Теорема умножения вероятностей. - student2.ru одновременно. Пусть число таких случаев Теорема умножения вероятностей. - student2.ru . Тогда

Теорема умножения вероятностей. - student2.ru .

Вычислим Теорема умножения вероятностей. - student2.ru , т.е. условную вероятность события Теорема умножения вероятностей. - student2.ru в предположении, что Теорема умножения вероятностей. - student2.ru имело место. Если известно, что событие Теорема умножения вероятностей. - student2.ru произошло, то из ранее возможных Теорема умножения вероятностей. - student2.ru случаев остаются возможными только те Теорема умножения вероятностей. - student2.ru , которые благоприятствовали событию Теорема умножения вероятностей. - student2.ru . Из них Теорема умножения вероятностей. - student2.ru случаев благоприятны событию Теорема умножения вероятностей. - student2.ru . Следовательно,

Теорема умножения вероятностей. - student2.ru .

Подставляя выражения Теорема умножения вероятностей. - student2.ru и Теорема умножения вероятностей. - student2.ru в формулу (3.3.1), получим тождество. Теорема доказана.

Очевидно, при применении теоремы умножения вполне безразлично, какое из событий Теорема умножения вероятностей. - student2.ru и Теорема умножения вероятностей. - student2.ru считать первым, а какое вторым, и теорему умножения можно записать в таком виде:

Теорема умножения вероятностей. - student2.ru .

Отметим следствия, вытекающие из теоремы умножения.

Следствие 1. Если событие Теорема умножения вероятностей. - student2.ru не зависит от события Теорема умножения вероятностей. - student2.ru , то и событие Теорема умножения вероятностей. - student2.ru не зависит от события Теорема умножения вероятностей. - student2.ru .

Доказательство. Дано, что событие Теорема умножения вероятностей. - student2.ru не зависит от Теорема умножения вероятностей. - student2.ru , т.е.

Теорема умножения вероятностей. - student2.ru . (3.3.2)

Требуется доказать, что и событие Теорема умножения вероятностей. - student2.ru не зависит от Теорема умножения вероятностей. - student2.ru , т.е.

Теорема умножения вероятностей. - student2.ru .

При доказательстве будем предполагать, что Теорема умножения вероятностей. - student2.ru .

Напишем теорему вероятности в двух формах:

Теорема умножения вероятностей. - student2.ru ,

Теорема умножения вероятностей. - student2.ru ,

откуда

Теорема умножения вероятностей. - student2.ru

или, согласно условию (3.3.2),

Теорема умножения вероятностей. - student2.ru . (3.3.3)

Разделим обе части равенства (3.3.3) на Теорема умножения вероятностей. - student2.ru . Получим:

Теорема умножения вероятностей. - student2.ru ,

что и требовалось доказать.

Из следствия 1 вытекает, что зависимость или независимость событий всегда взаимны. В связи с этим модно дать следующее новое определение независимых событий.

Два события называются независимыми, если появление одного из них не изменяет вероятности появления другого.

Понятие независимости событий может быть распространено на случай произвольного числа событий. Несколько событий называются независимыми, если любое из них не зависит от любой совокупности остальных.

Следствие 2. Вероятность произведения двух независимых событий равна произведению вероятностей этих событий.

Следствие непосредственно вытекает из определения независимых событий.

Теорема умножения вероятностей может быть обобщена на случай произвольного числа событий. В общем виде она формулируется так.

Вероятность произведения нескольких событий равна произведению вероятностей этих событий, причем вероятность каждого следующего по порядку события вычисляется при условии, что все предыдущие имели место:

Теорема умножения вероятностей. - student2.ru . (3.3.4)

Доказательство может быть дано тем же методом полной индукции.

В случае независимых событий теорема упрощается и принимает вид:

Теорема умножения вероятностей. - student2.ru , (3.3.5)

т.е. вероятность произведения независимых событий равна произведению вероятностей этих событий.

Применяя знак произведения, теорему можно записать в виде:

Теорема умножения вероятностей. - student2.ru . (3.3.6)

Наши рекомендации