Espérance conditionnelle totale conditionnée

$\renewcommand{\E}{\mathbb E}\renewcommand{\P}{\mathbb P}$
Bonsoir,
Soient $X$ une variable aléatoire intégrable et $(A_i)$ une partition de l'univers $\Omega$. On trouve sur Wikipedia le théorème suivant, sorte de "formule de l'espérance totale" :
$$\E(X) = \sum_{i} \E(X\mid A_i)\P(A_i).

$$ Si maintenant $B$ est un événement quelconque, l'égalité suivante est-elle vraie ?
$$\E(X\mid B) = \sum_{i} \E(X\mid A_i)\P(A_i\mid B).
$$ Ou alors faut-il des hypothèses supplémentaires (par exemple entre $B$ et les $A_i$) ?
Ou bien y a-t-il une variante de cette 2e égalité qui est vraie ?

Réponses

  • Personne n'a d'idée ?
  • Bonjour,
    Ton égalité est vraie lorsque $B$ et les $A_i$ sont de probas non nulles et $B=\bigsqcup_i A_i$ à un ensemble négligeable près.
    Pour le montrer, on peut utiliser la définition de l'espérance conditionnée par un évènement $\Bbb E(X\mid A):=\dfrac{\Bbb E(X\cdot{\bf 1}_A)}{\Bbb P(A)}$, la définition d'une proba conditionnelle et le fait que ${\bf 1}_B = \sum_i {\bf 1}_{A_i}$ p.s..
    Autre possibilité de preuve : en notant $(\Omega,\Bbb P)$ l'espace probabilisé d'origine et $\Bbb P_B$ la mesure de proba conditionnelle à $B$, on a $\Bbb E_{(\Omega,\Bbb P)}(X\mid A) = \Bbb E_{(B,\Bbb P_B)}(X_{|B}\mid A)$ pour tout évènement $A\subset B$, donc il suffit d'appliquer la formule de l'espérance totale classique sur l'espace $(B,\Bbb P_B)$.

    En revanche, si l'hypothèse $B=\bigsqcup_i A_i$ à un négligeable près n'est pas vérifiée, ton égalité n'a aucune raison d'être vraie, et elle ne l'est pas en général.
  • Effectivement, la preuve est beaucoup plus facile avec les bonnes hypothèses. Merci beaucoup Calli.
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