[!infobox] Proposición: Principio de Inclusión-Exclusión (Forma Aditiva)
Contexto: Propiedades Algebraicas de la Medida
Enunciado: Sean A,B∈M. Entonces:
μ(A∪B)+μ(A∩B)=μ(A)+μ(B)
Advertencia/Clave: Esta forma es preferible a μ(A∪B)=μ(A)+μ(B)−μ(A∩B) porque es válida incluso si las medidas son infinitas (evita la indeterminación ∞−∞).
Demostración:
Definimos los siguientes conjuntos disjuntos dos a dos:
- DA=A∖B=A∩Bc
- DB=B∖A=B∩Ac
- I=A∩B
Podemos expresar A, B y A∪B como uniones disjuntas de estos componentes:
- A=DA∪I
- B=DB∪I
- A∪B=DA∪DB∪I
Por la propiedad de aditividad finita de la medida μ (aplicable pues los componentes son disjuntos):
- μ(A)=μ(DA)+μ(I)
- μ(B)=μ(DB)+μ(I)
- μ(A∪B)=μ(DA)+μ(DB)+μ(I)
Calculamos μ(A∪B)+μ(A∩B):
μ(A∪B)+μ(A∩B)=[μ(DA)+μ(DB)+μ(I)]+μ(I)=μ(DA)+μ(DB)+2μ(I)
Calculamos μ(A)+μ(B) sumando las ecuaciones (1) y (2):
μ(A)+μ(B)=[μ(DA)+μ(I)]+[μ(DB)+μ(I)]=μ(DA)+μ(DB)+2μ(I)
Comparando ambos resultados, concluimos que:
μ(A∪B)+μ(A∩B)=μ(A)+μ(B)
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