すいません。。。。趣味のメモになってます。
定義
確率空間 の上の確率変数 X から誘導される可測空間 を考える。
この時、 に誘導される確率(測度)を次式で定義する。
定理
証明は次の通り:
が の指示関数、すなわち、
の場合を考えると、
で、自明に一致する。従って、ルベーグ積分の定義(指示関数の極限)より、任意の可積分関数について成立する。
ルベーグ測度による積分
可測空間 上のルベーグ測度(連続空間の場合)、もしくは、数え上げ測度(離散空間の場合)を として、(絶対連続)の場合、Radon–Nikodymの定理から、確率密度 が存在する。
特に、関数 の期待値が、次のように、確率密度による積分に帰着することが分かる。
条件付き確率の定義
定義域を制限した確率空間 を考えると、可測区間 の測度 は次式で表される。
一方、 上の可測関数 を用いて、同じ空間 に、新たな測度 が次式で定義できる。
この時、 なので、Radon–Nikodymの定理から、 上の可測関数 が存在して、次式が成り立つ。
は、 上で可測なので、その値は、 のみに依存する。
つまり、 を満たす が存在して、
と定義すると、先の定理より、次式が成り立つ。
特に、 ( の指示関数)の場合を考えて、
を条件付き確率と呼ぶ。この時、次式が成立する。
独立変数に対する条件付き確率の例
上の確率分布 に対して、確率変数 から誘導される確率を考えると、
つまり、Marginal Distribution を
で定義して、
となる。
一方、この時、
となるので、条件付き確率は次式に一致することが分かる。