Gdyby g jest zatem mierzalny
P(g(X,Z)∈A∣X=x)=P(g(x,Z)∈A∣X=x),A∈B(R)
trzyma się
PX-aa
x. W szczególności jeśli
Z jest niezależny od
X, następnie
P(g(X,Z)∈A∣X=x)=P(g(x,Z)∈A),A∈B(R)
trzyma się
PX-aa
x.
Zależy to od następującego ogólnego wyniku:
Gdyby U,T i S są zmiennymi losowymi i PS(⋅∣T=t) oznacza regularne prawdopodobieństwo warunkowe o wartości S dany T=t, tj PS(A∣T=t)=P(S∈A∣T=t), następnie
E[U∣T=t]=∫RE[U∣T=t,S=s]PS(ds∣T=t).(*)
Dowód : zapewnia to definicja regularnego prawdopodobieństwa warunkowego
E[ψ(S,T)]=∫R∫Rψ(s,t)PS(ds∣T=t)PT(dt)
dla mierzalnych i całkowitych
ψ. Teraz pozwól
ψ(s,t)=1B(t)E[U∣S=s,T=t] dla jakiegoś zestawu Zestaw Borela
B. Następnie
∫T−1(B)UdP=E[1B(T)U]=E[1B(T)E[U∣S,T]]=E[ψ(S,T)]=∫R∫Rψ(s,t)PS(ds∣T=t)PT(dt)=∫Bφ(t)PT(dt)
z
φ(t)=∫RE[U∣T=t,S=s]PS(ds∣T=t).
Od
B było arbitralne, stwierdzamy to
φ(t)=E[U∣T=t].
Teraz pozwól A∈B(R) I użyć (∗) z U=ψ(X,Z), gdzie ψ(x,z)=1g−1(A)(x,z) i S=Z, T=X. Następnie zauważamy, że
E[U∣X=x,Z=z]=E[ψ(X,Y)∣X=x,Z=z]=ψ(x,z)
z definicji warunkowego oczekiwania, a zatem przez
(∗) mamy
P(g(X,Z)∈A∣X=x)=E[U∣X=x]=∫Rψ(x,z)PZ(dz∣X=x)=P(g(x,Z)∈A∣X=x).