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关于概率加法公式推导中集合概率相等性的疑问

关于概率加法公式推导中集合概率相等性的疑问

嘿,我来给你把这个逻辑掰明白!其实核心是利用集合的划分互斥事件的概率可加性这两个知识点:

  1. 先看第一个式子:$P((A\cap B')\cup(A\cap B)) = P(A)$

    • 首先,$(A\cap B')$ 和 $(A\cap B)$ 是互斥事件(也就是没有交集):一个元素既属于A又不属于B,和既属于A又属于B,这两种情况不可能同时发生,所以它们的交集是空集。
    • 然后,这两个集合的并集刚好就是集合A:对于A里的任意一个元素,它要么属于B,要么不属于B(这是补集的定义),所以A里的元素必然落在$(A\cap B')$ 或者 $(A\cap B)$ 其中一个里面,不会有遗漏。
    • 根据概率的基本性质:互斥事件的并集的概率等于各事件概率之和。所以:
      $$P((A\cap B')\cup(A\cap B)) = P(A\cap B') + P(A\cap B) = P(A)$$
  2. 再看第二个式子:$P((A'\cap B)\cup(A\cap B)) = P(B)$

    • 同样的道理,$(A'\cap B)$ 和 $(A\cap B)$ 也是互斥事件:一个元素属于B但不属于A,和属于B又属于A,不可能同时成立。
    • 它们的并集就是集合B:B里的任意元素要么属于A,要么不属于A,所以必然落在$(A'\cap B)$ 或者 $(A\cap B)$ 里。
    • 套用互斥事件的概率可加性:
      $$P((A'\cap B)\cup(A\cap B)) = P(A'\cap B) + P(A\cap B) = P(B)$$

把这两个结论代入到你看到的推导式里,就能顺利得到概率加法公式啦:
$$\ldots=P((A\cap B')\cup(A\cap B)) + P((A'\cap B)\cup(A\cap B)) - P(A\cap B) = P(A) + P(B) - P(A\cap B)$$

备注:内容来源于stack exchange,提问作者Vanconts

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