جميع الكتب

مهني

1 Markets I: The Ecosystem and Exchange-Traded Marketsالأسواق عبر الإنترنتالإنجليزية 2 Markets II: Rates, FX and Creditالأسواق عبر الإنترنتالإنجليزية 3 Markets III: Commodities, Energy and Cryptoالأسواق عبر الإنترنتالإنجليزية 4 Quantitative Methodsالأساليب عبر الإنترنتالإنجليزية 5 Derivatives and Volatilityالمشتقات عبر الإنترنتالإنجليزية 6 Rates, Credit, XVA and Riskالفائدة والائتمان والمخاطر عبر الإنترنتالإنجليزية 7 Research Craft: Predictors, Backtests, Measurement, Portfoliosالبحث عبر الإنترنتالإنجليزية 8 Strategies I: Equities and Futuresالاستراتيجيات عبر الإنترنتالإنجليزية 9 Strategies II: Volatility, Relative Value, Macro and the Bank Desksالاستراتيجيات عبر الإنترنتالإنجليزية 10 Microstructure and Executionالتنفيذ عبر الإنترنتالإنجليزية 11 Market Making and High-Frequency Tradingصناعة السوق عبر الإنترنتالإنجليزية 12 Machine Learning for Marketsتعلم الآلة عبر الإنترنتالإنجليزية 13 Low-Latency Softwareالتكنولوجيا عبر الإنترنتالإنجليزية 14 Networks, Hardware and Trading Infrastructureالتكنولوجيا عبر الإنترنتالإنجليزية 15 Research, Data and Risk Platformsالتكنولوجيا عبر الإنترنتالإنجليزية 16 The Desk and the Firmالشركة عبر الإنترنتالإنجليزية 17 The Industry: Firms, Roles and Careersالمسارات المهنية عبر الإنترنتالإنجليزية 18 Interviews I: Maths, Probability and Speedالمسارات المهنية عبر الإنترنتالإنجليزية 19 Interviews II: Markets, Trading Games and the Final Roundالمسارات المهنية عبر الإنترنتالإنجليزية 20 Interviews III: Codeالمسارات المهنية عبر الإنترنتالإنجليزية
التطبيقات حول المدرب تسجيل الدخول ابدأ القراءة

الرياضيات · المسرد

ما معنى الدالة المولّدة للاحتمالات؟

يُعرف أيضًا باسم: دالة مولدة للاحتمالات

تعريف 23.1 الرياضيات الجامعية — السنة 2 · الفصل 23 — الدوال المولّدة للاحتمالات

ليكن XX متغيرا عشوائيا ذا قيم في N\N، pn=P(X=n)p_n = \P(X = n). الدالة المولّدة للاحتمالات للمتغير XX هي مجموع متسلسلة القوى

GX(t)=E(tX)=∑n=0∞pn tn.G_X(t) = \E\bigl(t^X\bigr) = \sum_{n=0}^{\infty} p_n\,t^n .

أمثلة

مثال 23.2 (ردود الفعل الأولى)

للمتغير الثابت X=cX = c الدالة GX(t)=tcG_X(t) = t^c؛ والإزاحة تحقق GX+c(t)=tc GX(t)G_{X+c}(t) = t^c\,G_X(t)؛ والتقويم عند نقط خاصة يقرأ معلومات دون أي نشر: GX(0)=P(X=0)G_X(0) = \P(X = 0)، GX(1)=1G_X(1) = 1، وGX(−1)=P(X زوجي)−P(X فردي)G_X(-1) = \P(X\text{ زوجي}) - \P(X\text{ فردي})، وهو ميزان الزوجية المستغل في التمرين 23.10. وتُستعمل هذه الأسطر المفردة بصمت في كل ما يلي — والتقويم GX(0)G_X(0) هو بالضبط كيف ستُستخرج احتمالات الانقراض من الدوال المولّدة المكررة في نهاية الفصل.

مثال 23.5 (مكاملة الدالة المولّدة)

تعطي مشتقات GXG_X عند 11 العزوم الموجبة؛ أما التكامل فيعطي عزما سالبا. انطلاقا من ∫01tk ⁣dt=1k+1\int_0^1t^k\dd t = \frac1{k+1} وبالمكاملة حدا حدا (بالتقارب الناظمي على [0, 1]\intcc01):

∫01GX(t)  ⁣dt=∑k≥0P(X=k)k+1=E(11+X).\int_0^1G_X(t)\,\dd t = \sum_{k\geq0}\frac{\P(X = k)}{k+1} = \E\Bigl(\frac1{1+X}\Bigr).

ومن أجل X∼P(λ)X \sim \mathcal P(\lambda):

E(11+X)=∫01eλ(t−1)  ⁣dt=1−e−λλ,\E\Bigl(\frac1{1+X}\Bigr) = \int_0^1\eu^{\lambda(t-1)}\,\dd t = \frac{1 - \eu^{-\lambda}}{\lambda},

فنستعيد في سطر واحد حساب المتسلسلة في المثال 22.10. فالدالة المولّدة أداة ذات اتجاهين: نفاضل عند 11 من أجل العزمين E(X)\E(X) وE(X(X−1))\E(X(X-1))، ونكامل على [0, 1]\intcc01 من أجل E(11+X)\E\bigl(\frac1{1+X}\bigr) — كائن تحليلي واحد، يُستجوب في أي اتجاه تحتاج إليه المسألة.

مثال 23.6 (قانون نصف قطره يساوي واحدا بالضبط)

لنضع P(X=k)=6π2k2\P(X = k) = \dfrac{6}{\pi^2k^2} من أجل k≥1k \geq 1 — وهو قانون احتمال بحكم متطابقة بازل (المثال 14.12). ولدالته المولّدة G(t)=6π2∑k≥1tkk2G(t) = \frac6{\pi^2}\sum_{k\geq1}\frac{t^k}{k^2} نصف قطر تقارب يساوي 11 بالضبط: فالحصر العام “نصف القطر ≥1\geq 1” في القضية 23.3 لا يمكن تحسينه. والمتوسط هو

∑k≥1k P(X=k)=6π2∑k≥11k=∞:\sum_{k\geq1}k\,\P(X = k) = \frac6{\pi^2}\sum_{k\geq1}\frac1k = \infty :

فالدالة GG متصلة على [−1, 1]\intcc{-1}1، وملساء في الداخل، لكن مشتقتها تنفجر عند 1−1^- — فالتمثيل البياني يصل إلى النقطة (1,1)(1, 1) بمماس شاقولي. فالذيول الثقيلة مرئية هندسيا على الدالة المولّدة، عند النقطة الوحيدة t=1t = 1؛ وتجعل مبرهنة العزوم أدناه هذا التقابل مضبوطا.

اقرأ في الفصل ←