Нехай подія А може настати за умови появи однієї з несумісних подій Bl, В2,..., Вn, які утворюють повну групу. Нехай відомі ймовірності цих подій і умовні ймовірності РВ1(А), РВ2(А),..., РВn(А) події А.Як знайти ймовірність події А? Відповідь на це питання дає наступна теорема.
Теорема. Ймовірність події А, яка може настати лише за умови появи одної із несумісних подій В1, В2,..., Вn, що утворюють повну групу, дорівнює сумі добутків ймовірностей кожної з цих подій на відповідну умовну ймовірність події А:
.
Цю формулу називають „формулою повною ймовірності”.
Доведення. За умовою, подія А може настати, якщо настане одна з несумісних подій Bl, В2,..., Вn. Іншими словами, поява події А означає здійснення одної, байдуже якої, з несумісних подій В1А, B2A,..., ВnА. Користуючись для обчислення ймовірності події А теоремою додавання, отримаємо
. (*)
Залишається обчислити кожний з доданків. За теоремою множення ймовірностей залежних подій маємо
.
Підставивши праві частини цієї рівності у співвідношення (*), отримаємо формулу повної ймовірності