全部书籍

专业

应用 关于 Coach 登录 开始阅读

书籍暂未推出简体中文版——当前显示 العربية 版。

الرياضيات · 术语表

什么是 الفضاء الاحتمالي القابل للعد?

又称: فضاء عيني · قياس احتمالي · حدث · فضاء احتمالي

تعريف 21.1 الرياضيات الجامعية — السنة 2 · 第 21 章 — الاحتمالات على الفضاءات القابلة للعد

لتكن Ω\Omega مجموعة غير خالية منتهية أو قابلة للعد (وهي الفضاء العيني). القياس الاحتمالي على Ω\Omega هو تطبيق P\P من مجموعة P(Ω)\mathcal{P}(\Omega) جميع أجزاء Ω\Omega (الأحداث) نحو [0,1][0, 1] يحقق:

  1. P(Ω)=1\P(\Omega) = 1؛
  2. (الجمعية σ\sigma) من أجل كل متتالية (An)n∈N(A_n)_{n\in\N} من الأحداث المنفصلة مثنى مثنى،

    P( ⋃n∈NAn)=∑n=0∞P(An).\P\Bigl(\,\bigcup_{n \in \N} A_n\Bigr) = \sum_{n=0}^{\infty} \P(A_n) .

والزوج (Ω,P)(\Omega, \P) هو فضاء احتمالي (قابل للعد).

示例

مثال 21.5 (النموذج الهندسي: انتظار أول صورة)

نرمي قطعة نقود احتمال ظهور الصورة فيها p∈(0, 1)p \in \intoo{0}{1} مرارا وتكرارا، ونجعل Ω=N∗∪{∞}\Omega = \N^* \cup \{\infty\} يسجل رتبة أول صورة. والأوزان الطبيعية هي

P({k})=(1−p)k−1p(k∈N∗),P({∞})=0,\P(\{k\}) = (1 - p)^{k-1}p \quad (k \in \N^*), \qquad \P(\{\infty\}) = 0 ,

وهي قياس احتمالي لأن ∑k≥1(1−p)k−1p=p1−(1−p)=1\sum_{k\geq1}(1-p)^{k-1}p = \frac{p}{1 - (1-p)} = 1: فباحتمال 11 تنتهي اللعبة — لكن يجب أن يظل الفضاء العيني حاويا لإمكان ألا تنتهي. والجمعية القابلة للعد هي ما يسمح لنا بأن نؤكد P(تنتهي اللعبة)=∑kP({k})\P(\text{تنتهي اللعبة}) = \sum_k \P(\{k\}).

مثال 21.8 (حصر الاتحاد: فج لكنه لا يُهزم)

الجمعية التحتية مع عدد منته من الأحداث — وهي حصر الاتحاد — تبادل الدقة بالشمولية. ففي مسألة أعياد الميلاد مع 2323 شخصا، يعطي حصر احتمال التصادم بالمجموع على الأزواج

P(تصادم)≤(232)⋅1365=253365≈0.693,\P(\text{تصادم}) \leq \binom{23}2\cdot\frac1{365} = \frac{253}{365} \approx 0.693 ,

مقابل القيمة الحقيقية 0.5070.507: أي بفارق واسع، لأن التصادمات تتراكب. ومع ذلك فإن الحصر لا يحتاج إلى أي استقلال، ولا إلى قانون مشترك، ولا إلى شيء سوى احتمالات الأزواج — ولهذا يكون حصر الاتحاد، في مسألة نهاية الأسبوع وفي كل الفصل 22، أول أداة تُسلّ: فإن صادف أن كان صغيرا، حُسم الأمر دون أي نمذجة إضافية.

مثال 21.9 (ستة تأتي في النهاية)

نرمي نردا متزنا إلى الأبد ونجعل Bn=B_n = {}“ظهور ستة واحدة على الأقل في أول nn رمية”، وهي متتالية متزايدة من الأحداث مع P(Bn)=1−(5/6)n\P(B_n) = 1 - (5/6)^n. ويعطي الاتصال الرتيب

P(تظهر ستة في النهاية)=P(⋃nBn)=lim⁡n(1−(5/6)n)=1.\P(\text{تظهر ستة في النهاية}) = \P\Bigl(\bigcup_nB_n\Bigr) = \lim_n\bigl(1 - (5/6)^n\bigr) = 1 .

والمهم ليس النهاية (البديهية) بل الخطوة المنطقية: فقولنا “في النهاية” حدث يتعلق بعدد لانهائي من الرميات، خارج متناول الجمعية المنتهية، والاتصال الرتيب — أي الجمعية σ\sigma — هو بالضبط البديهية التي تسند إليه احتمالا. وكل نص شبه أكيد في بقية هذا الكتاب يمر عبر هذا الباب الضيق نفسه.

在原文中阅读 ←