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गणित · शब्दावली

प्रायिकता समष्टि क्या है?

अन्य नाम: यादृच्छिक चर · यादृच्छिक चर का बंटन नियम · प्रत्याशा

परिभाषा 22.1 विश्वविद्यालय गणित — स्नातक वर्ष 3 · अध्याय 22 — प्रायिकता: आधार और बृहत् संख्याओं का नियम

प्रायिकता समष्टि P(Ω)=1\P(\Omega) = 1 वाली माप समष्टि (Ω,A,P)(\Omega, \mathcal A, \P) है; A\mathcal A के अवयव घटनाएँ कहलाते हैं, और कोई गुण लगभग निश्चित रूप से लागू होता है यदि उसकी घटना की प्रायिकता 11 हो। यादृच्छिक चर कोई मापनीय प्रतिचित्रण X ⁣:ΩRX \colon \Omega \to \R है (अथवा Rd\R^d: यादृच्छिक सदिश); उसका बंटन नियम R\R पर अग्रसारित प्रायिकता माप PX=XP\P_X = X_*\P है (अभ्यास 11.9), जो बंटन फलन FX(t)=P(Xt)F_X(t) = \P(X \leq t) (अभ्यास 9.3) से निर्धारित होता है। XX का घनत्व ff है यदि PX=f ⁣dλ\P_X = f\,\dd\lambda हो; और वह विविक्त है यदि PX\P_X दिराक द्रव्यमानों का कोई गणनीय संचय हो। प्रत्याशा

E[X]=ΩX ⁣dP(X0 अथवा XL1(P)),\E[X] = \int_\Omega X\,\dd\P \qquad (X \geq 0 \text{ अथवा } X \in L^1(\P)),

है, और अंतरण प्रमेय (अभ्यास 11.9) उसे बंटन नियम में परिकलित कर देती है: E[g(X)]=Rg ⁣dPX\E[g(X)] = \int_\R g\,\dd\P_X — विविक्त स्थिति में =g(xk)pk= \sum g(x_k)p_k, और घनत्व वाली स्थिति में =g(x)f(x) ⁣dx= \int g(x)f(x)\dd x: अर्थात् दूसरे वर्ष के सूत्र, अब एक ही सिद्धांत की प्रमेयें। XL2X \in L^2 के लिए प्रसरण V(X)=E[(XEX)2]=E[X2](EX)2\V(X) = \E[(X - \E X)^2] = \E[X^2] - (\E X)^2 है।

उदाहरण

उदाहरण 22.2

उल्लेखनीय मानक बंटन नियम और उनके रूपांतर: बर्नूली B(p)\mathcal B(p), द्विपद B(n,p)\mathcal B(n, p), ज्यामितीय, प्वासों P(λ)\mathcal P(\lambda) (विविक्त: दूसरे वर्ष की सारणियाँ मान्य बनी रहती हैं); [0,1]\intcc01 पर एकसमान (स्वयं लेबेग माप); चरघातांकी E(λ)\mathcal E(\lambda) (घनत्व λeλx1x>0\lambda\eu^{-\lambda x}\mathbf 1_{x>0}); और गाउसीय N(m,σ2)\mathcal N(m, \sigma^2), जिसका घनत्व 1σ2πexp((xm)22σ2)\frac1{\sigma\sqrt{2\pi}}\exp\bigl(-\frac{(x - m)^2}{2\sigma^2}\bigr) है — यह समस्या 10.1 से एक प्रायिकता घनत्व है, जिसका माध्य mm और प्रसरण σ2\sigma^2 है (गाउसीय आघूर्ण, अभ्यास 11.10)।

उदाहरण 22.14 (प्रबल नियम से क्या मिलता है)

(क) आवृत्तियाँ: स्वतंत्र सम-बंटित सिक्का-उछालों के लिए चित की प्रेक्षित आवृत्ति लगभग निश्चित रूप से pp की ओर अभिसरित होती है — अर्थात् स्वयं प्रायिकता का आनुभविक औचित्य। (ख) मोंते कार्लो: gL1([0,1])g \in L^1(\intcc01) और स्वतंत्र सम-बंटित एकसमान (Un)(U_n) (प्रमेय 22.6) के लिए लगभग निश्चित रूप से 1nkng(Uk)01g\frac1n\sum_{k\leq n}g(U_k) \to \int_0^1g: अर्थात् प्रतिचयन से समाकल, किसी भी विमा में, अध्याय 23 में परिशुद्ध की गई विमा-निरपेक्ष दर n1/2\sim n^{-1/2} पर। (ग) सामान्य संख्याएँ: लगभग प्रत्येक वास्तविक संख्या के द्विआधारी प्रसार में एकों की अनंतस्पर्शी आवृत्ति 12\frac12 होती है (प्रमेय 22.6 के अंक चरों पर प्रबल नियम लगाइए) — यह बोरेल की प्रमेय है, जो रोज़मर्रा की संख्याओं के बारे में एक कथन है और माप से सिद्ध होता है: समस्या 22.1 उसे सभी आधारों में पूरा कर देता है।

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