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【定理・公式・証明】高校数学定理・公式 – 数学A – 和事象の確率・確率の加法定理

和事象の確率・確率の加法定理

2つの事象 $A,B$ の和集合 $A \cup B$ の確率は

P(AB)=P(A)+P(B)P(AB)P(A \cup B) =P(A)+P(B) -P(A \cap B)

であり,特に,事象 AA と事象 BB が互いに排反のとき,

P(AB)=P(A)+P(B)P(A \cup B)= P(A) + P(B)

証明

2つの事象 A,BA,B の和事象 ABA \cup B の要素の個数について,

n(AB)=n(A)+n(B)n(AB)n(A \cup B) =n(A)+n(B)-n(A \cap B)

が成り立つ。

この式において,両辺を全事象の要素の個数 n(U)n(U) で割ると,

n(AB)n(U)=n(A)n(U)+n(B)n(U)n(AB)n(U)\displaystyle \frac{n(A \cup B)}{n(U)} = \frac{n(A)}{n(U)} + \frac{n(B)}{n(U)} - \frac{n(A \cap B)}{n(U)}

となるから,

P(AB)=P(A)+P(B)P(AB)P(A \cup B) = P(A) + P(B) - P(A \cap B)

特に,事象 AABB が互いに排反のとき,

P(AB)=0P(A \cap B)=0

であるから,

P(AB)=0P(A \cap B) = 0

であるから,

P(AB)=P(A)+P(B)P(A \cap B) = P(A) + P(B)

これを確立の加法定理という。