べき集合の要素数

公開日:

【2023年3月1週】 【B000】数理統計学 【B010】確率と集合

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本稿では、べき集合の要素数が2のべき乗であることを証明しています。

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【命題】べき集合の要素数

【命題】
べき集合の要素数
Number of Elements in Power Set

標本空間 Ω n 個の根源事象からなるとき、 事象の集合 F の要素数は 標本空間のべき集合の個数 2n 個である。

証明法:二項定理を用いる方法

証明

事象の集合 F の要素となる集合は、 「0個の根源事象から構成される集合」、「1個の根源事象から構成される集合」、

n1 個の根源事象から構成される集合」、「n 個の根源事象から構成される集合」
である。 一般に、i=0,1,,n 個の根源事象によって定義される事象の数は、 nCi 個であると考えられる。 したがって、事象の集合の要素数は、 nCn+nCn1+nCi+nC0=i=0nnCi ここで二項定理 (a+b)n=i=0nnCianibi において、a=b=1 とすると、 i=0nnCi=(1+1)n=2n

証明法:根源事象の取り込みの有無を考える方法

証明

事象の集合 F の要素となる集合のパターン数は、任意の根源事象について、部分集合に取り込むか取り込まないかの2通りがあり、それが全部で n 個あるので、 2×2××2=2n 通りある。

参考文献

  • 小寺 平治 著. 数理統計:明解演習. 共立出版, 1986, p.3
  • 野田 一雄, 宮岡 悦良 著. 入門・演習数理統計. 共立出版, 1990, p.6

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大学時代に読書の面白さに気づいて以来、読書や勉強を通じて、興味をもったことや新しいことを学ぶことが生きる原動力。そんな人間が、その時々に学んだことを備忘録兼人生の軌跡として記録しているブログです。

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