• 締切済み

確率の問題が解けません.

確率の問題を解いているのですが、途中でつまってしまい解けません。 どなたか教えてください,よろしくお願いいたします。 U(論理和) Eは適当な確率空間における任意の事象・事象列 問題は (1) P(E1 U E2 U E3 U・・・U En)はnについて単調に増加することを示せ. (2) (1)の論理和を論理積に置き換えた式がnについて単調に減少することを示せ.   私の現在の考えは,,, (1)Σ[i=1からnまで]P(Ei)とおき、   それぞれP(E)は0から1の値をとるため単調に増加する. (2) 式をドモルガンを利用して論理和の形に直し,(1)と同じように解きたいのですが,式変形がうまくいきません. 以上のようになっています 「単調に増加する」という表現が線形に増加するという 意味でしたら(1)は間違っていると思われます.(2)については 1-Σ[i=1からnまで]P(Ei)の形に直せたような記憶がありますがうまく いってません。 ちなみにベン図などではなく公理での証明でお願いいたします. もう丸2日間考えていますがまったく分かりません、どなたかお分かりになる方教えてください、どうぞよろしくお願いいたします.

みんなの回答

回答No.4

なんだか、論理に走っていて基本的なことが理解できてないかも。 (書いてないだけでわかってらっしゃるかもしれませんが) 基本的なことをいいますと。。。 「いっぱい起こりそうならその確率は高い」 というのが成り立ちます(その逆も)。 例えていうなら、 明日掃除当番に任命される確率と 明日総理大臣に任命される確率って 前者の方が高いじゃないですか。 それって掃除当番に任命されるシナリオのほうが 総理大臣に任命されるシナリオより多い ということに起因しています。 数学用語で言う「事象」というのは いろんなできごとやシナリオの集まり。 上で書いた「いっぱい起こりそうならその確率は高い」とは 数学用語で書けば 「A⊂B⇒P(A)<P(B)」となります。 Aというシナリオの集合よりも さらにたくさんのシナリオを含んだBは Aよりも起こる確率が高い、という意味です。 さて、2つの問題ですが、 今説明したことから考えれば 確率の単調増加を示すには、集合の単調増加を示せばいい、 確率の単調減少を示すには、集合の単調減少を示せばいい、 となります。 でも、集合の和をとれば集合は増加するし、 積をとれば減少するんだからあたりまえですよね。 ちゃんと証明するならNo3のように 数学的帰納法を使って証明することになります。

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  • zk43
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回答No.3

E1∪E2∪E3∪・・・∪En⊂E1∪E2∪E3∪・・・∪En∪En+1 は、形式的にいうと、任意のω∈E1∪E2∪E3∪・・・∪Enをとると、 ωはE1,E2,…,Enのどれかに含まれるから、E1,E2,…,En,En+1 のどれかにも含まれるということで、E1,E2,…,EnにEn+1を付け加える と、集合として大きくなるということです。(小さくなるということは ない。) 一般に、A⊂Bとすると、B=A∪(B-A)であり、A∩(B-A)=φなので、 確率測度の性質から、P(B)=P(A)+(B-A)≧P(A)となります。 よって、 P(E1∪E2∪E3∪・・・∪En)≦P(E1∪E2∪E3∪・・・∪En∪En+1) が成り立ちます。 同様に、任意のω∈E1∩E2∩E3∩・・・∩En∩En+1をとると、 ωはどのE1,E2,…,En,En+1にも含まれるので、どのE1,E2,…,Enにも 含まれ、E1∩E2∩E3∩・・・∩En⊃E1∩E2∩E3∩・・・∩En∩En+1 となり、確率測度の性質から、 P(E1∩E2∩E3∩・・・∩En)≧P(E1∩E2∩E3∩・・・∩En∩En+1) が成り立ちます。 E1,E2,…が独立事象ならば、展開して考えてもできると思いますが、 これは単に集合の包含関係からすぐにわかるタイプのものです。 仮に、E1,E2,…が独立事象だとすると、P(E1∩E2)=P(E1)P(E2)のように 積に表わされるので、 P(E1∪…∪En)=1-(1-P(E1))…(1-P(En)) P(E1∩…∩En)=P(E1)…P(En) から、0≦P(Ei)≦1を使って、証明できます。 上の第一式については、シルベスターの包含定理の確率版のようなもの ですが、これはnに関する帰納法で証明されます。 (n=2の場合はP(E1∪E2)=P(E1)+P(E2)-P(E1∩E2)という良く知られた式 になります。)

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  • koko_u_
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回答No.2

>(1)Σ[i=1からnまで]P(Ei)とおき、 P(E1 U E2 U E3 U・・・U En) とその式が等しいわけではないので、ダメですね。 確率が「足し算」できるような状況は偶然を除いて存在しないと思います。

konnbububu
質問者

お礼

回答ありがとうございます。 コルモゴロフの公理よりできると思ったのですが、、、 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%A2%BA%E7%8E%87%E7%A9%BA%E9%96%93

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  • zk43
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回答No.1

E1∪E2∪E3∪・・・∪En⊂E1∪E2∪E3∪・・・∪En∪En+1 E1∩E2∩E3∩・・・∩En⊃E1∩E2∩E3∩・・・∩En∩En+1 から、できると思います。

konnbububu
質問者

お礼

回答ありがとうございます。 え~と、、数学的帰納法のように解けるということでしょうか??

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