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事象と条件付き確率

Mathlib に「事象」という専用の型はありません. 事象は s : Set Ω として表し,多くの定理では MeasurableSet s を仮定します. 確率は単に測度の適用 P s です.

条件付き確率は P[s | t] と書けます. これは条件付き測度 P[|t] を事象 s に適用したものです. 定義を展開すると,条件にしている集合 t が可測であるとき, P[s | t] = (P t)⁻¹ * P (t ∩ s) になります. 分母が 0 の場合も,ℝ≥0∞ の逆元を使った全域的な定義として扱われます.

section Events

variable {Ω : Type*} [MeasurableSpace Ω]
variable {P : Measure Ω}
variable {s t : Set Ω}

#check MeasurableSet
#check ProbabilityTheory.cond
#check (P[|t])
#check (P[s | t])

example : P[s | t] = P[|t] s := by
  rfl

example (ht : MeasurableSet t) : P[s | t] = (P t)⁻¹ * P (t  s) := by
  rw [cond_apply ht]

end Events

演習問題

条件付き確率の定義を展開してください.

example {Ω : Type*} [MeasurableSpace Ω] {P : Measure Ω}
    {s t : Set Ω} (ht : MeasurableSet t) :
    P[s | t] = (P t)⁻¹ * P (t  s) := by
  sorry