Axiomas de probabilidad

Referencia: Leon-García 1.3.3 p.23, Gubner 1.4 p.36, Parsen p.9/pdf.30, Ross p.4

La teoría de probabilidad inicia con un grupo de axiomas que indican las propiedades que los valores de probabilidad deben satisfacer.

Supone que se definieron:

  1. el experimento aleatorio con todos los posibles valores en el espacio muestral S
  2. las clases y subgrupos llamados eventos
  3. cada evento A tiene asignado un valor P[A]

con lo que se satisfacen los AXIOMAS:

  • Axioma I    :  0 ≤ P[A] ≤ 1
  • Axioma II   : P[S] = 1
  • Axioma III  : Si A∩B=∅,  P[A∪B] = P[A] + P[B]

Lo que se expresa como, que la probabilidad siempre es no negativa, que la probabilidad del espacio muestral es 1, que incluye la probabilidad P[∅] que a veces se le denomina «imposible» e igual a 0.

Resultados de los axiomas

Unión de eventos finitos y separados

P\left[ \bigcup\limits_{n=1}^{N} A_n \right] = \sum\limits_{n=1}^{N} P[A_n]

Probabilidad de un complemento

P[A^c] = 1 - P[A]

Evento imposible

P[\varnothing] = 0

Monotonicidad

A \subset B ,\text{ implica } P[A] \leq P[B]

Inclusión – Exclusión

P[A \cup B] = P[A] + P[B] - P[A \cap B]

Propiedades de límites

P \left[ \bigcup\limits_{n=1}^{\infty} A_n \right] = \lim \limits_{N \rightarrow \infty} P\left[ \bigcup\limits_{n=1}^{N} A_n \right] P \left[ \bigcap\limits_{n=1}^{\infty} A_n \right] = \lim \limits_{N \rightarrow \infty} P\left[ \bigcap\limits_{n=1}^{N} A_n \right]

Union bound/countable subadditivity

P \left[ \bigcup\limits_{n=1}^{\infty} A_n \right] \leq \sum \limits_{n=1}^{\infty} P[ A_n]