El teorema de la probabilidad total afirma lo siguiente: Sea
una partición sobre el espacio muestral y sea
un suceso cualquiera del que se conocen las probabilidades condicionales
{\displaystyle P(B|A_{i})}
, entonces la probabilidad del suceso
viene dada por la expresión: Por hipótesis tenemos una partición
del espacio muestral
se puede escribir como ahora bien, los conjuntos
son disjuntos dos a dos , ya que en caso contrario los
En consecuencia Por último, se sabe que
Luego que era lo que se quería demostrar.