機率統計

機率空間(5)以機率之名(In the name of probability)

機率空間(5)以機率之名(Probability space-5. In the name of probability)
國立高雄大學應用數學系黃文璋教授/國立高雄大學應用數學系黃文璋教授責任編輯

連結:機率空間(4)機率空間之例

摘要:本文指出即使懂得計算機率,但對於機率的解釋仍有許多觀念需要釐清。

有些人覺得機率是騙人的,有些人說他比較能接受數學,更多的人實在不理解機率究竟是什麼。由於學過排列組合,他們知道該如何求出買一張樂透彩券,會中頭獎之機率,會開出連號之機率等。

但所求出來之機率值,其意義為何,常就無法說清。在修了更多機率論的相關課程後,他們知道有幾種對機率的解釋。如相同的可能性,頻率對機率的解釋,及主觀的解釋等。 最後還以機率空間來解釋機率。儘管如此,由於機率就是會與實際的經驗接觸,對於一堆蘋果,有人說共有 $$36$$ 個,可以數一遍便知所言是否屬實。但對於一個被稱作公正之銅板,怎樣才知是否為真?就頗傷腦筋了。

機率空間(4)機率空間之例(Probability space-4. Examples of probability space)

機率空間4)機率空間之例(Probability space-4. Examples of probability space)
國立高雄大學應用數學系黃文璋教授/國立高雄大學應用數學系黃文璋教授責任編輯

連結:機率空間(3)機率空間

摘要:延續上篇對機率空間的定義,這裡舉例討論多種不同的機率空間。

例1: 設 $$\Omega=\{$$正面、 反面$$\}$$, 則可產生那些 $$\sigma$$-體?

解:只有 $$\{\varnothing, \Omega\}$$ ㄧ個。

機率空間(3)機率空間(Probability space-3. Probability space)

機率空間3)機率空間(Probability space-3. Probability space)
國立高雄大學應用數學系黃文璋教授/國立高雄大學應用數學系黃文璋教授責任編輯

連結:機率空間(2)機率的意義

摘要:機率空間是機率論的基礎,本篇從集合論出發,介紹Kolmogorov的現代公設觀點,並以此定義機率函數(probability function),並條列出機率函數的一些性質。

眾所周知,數學中各領域的起源,通常都是始於解決實際的問題,此時不論專業或業餘,很多人都可參與探討。而後逐漸深入,就只有少數專業人士能理解其中的內涵了。

以幾何學為例,其發源是始於尼羅河氾濫後的測量問題。平面幾何學中的諸多美妙結果,兩千三百多年前,就已被歐幾里得(Euclid,約西元前375-300年),收錄於其幾何原本(Elements)一書中。當年畢達哥拉斯(Pythagoras,約西元前580-500年)等著名數學家所探討的問題,不過是今日中學數學課程的內容。而一般人若翻閱大學數學系的幾何學教科書,可能不會感覺這是在講幾何的書。

機率空間(2)機率的意義(Probability space-2. The meanings of probability)

機率空間(2)機率的意義(Probability space-2. The meanings of probability)
國立高雄大學應用數學系黃文璋教授/國立高雄大學應用數學系黃文璋教授責任編輯

連結:機率空間(1)機率論的誕生

摘要:本篇從一個生雙胞胎的機率問題出發,說明機率一詞的三種不同解釋:古典機率、頻度機率、主觀機率,並提出許多例子,來釐清這些觀點。

著名的法國數學家及天文學家,有法國牛頓之稱的拉普拉斯(Pierre Simon, Marquis de Laplace, 1749-1827)曾說『大部分生活中最重要的疑問,都只是機率的問題』。的確,處在此一隨機世界,隨機現象(random phenomenon)處處可見。很多觀測事先並不能預知結果,因此事件的成立與否(或說發生與否,正確與否),往往並非只有是、否兩種選擇。還可以是“有可能是”(當然也就“有可能否”)。

而隨著科技日漸發達,對精確度的要求也隨之提高,不能只含混地說“有可能”,而要更明確地表示其可能性之大小。今日機率一詞可說到處出現,人們常想知道某事件發生的機率。雖人人對機率朗朗上口,但一般人是否真了解機率的意思呢?

大數法則(5)強大數法則(Law of large numbers-5. Strong law of large numbers)

大數法則(5)強大數法則(Law of large numbers-5. Strong law of large numbers)
國立高雄大學應用數學系黃文璋教授/國立高雄大學應用數學系黃文璋教授責任編輯

連結:大數法則(4)弱大數法則

摘要:延續上一篇的「弱大數法則」,本文介紹相對於機率收斂更強的「強大數法則(strong law of large numbers)」,最後以一例說明兩種不同收斂方式的差別。

對於上一節事件 \(A\) 發生的相對頻率 \(f_n(A)=n(A)/n\),我們想知道 \(n\rightarrow\infty\) 時,其極限行為。

直觀上,由弱大數法則,會認為:\((1)~~~\lim_{n\to \infty} f_n(A)=p\)

其中 \(p=P(A)\)。但我們知道此並不正確。因極限不見得要存在,且即使存在,也不見得是 \(p\)。

對 \(n\geq 1, f_n(A)\) 有時恆為 \(0\),有時恆為 \(1\)。前者的極限為 \(0\),後者的極限為 \(1\)。

我們最多可以問的是:是否對『幾乎所有』(almost all)回的觀測,\((1)\) 式皆成立?

大數法則(4)弱大數法則(Weak law of large numbers)

大數法則(4)弱大數法則(Law of large numbers-4. Weak law of large numbers)
國立高雄大學應用數學系黃文璋教授/國立高雄大學應用數學系黃文璋教授責任編輯

連結:大數法則(3)巨數法則

摘要:本文從「伯努力試驗(Bernoulli trial)」談起,說明「大數法則」的主要內涵,進而介紹「弱大數法則(weak law of large numbers)」,並釐清常見的誤解。

大數法則又稱大數率或平均法則(law of averages)。由於有大數法則,使得在不確定性(uncertainty)中,我們仍能掌握一些確定性(certainty);在混亂(chaos)中,仍有其秩序(order)。大數法則是說:若一實驗(或觀測),能持續且重複地進行,則觀測值之平均,將任意接近期望的成果。比較正式一點的說,就是隨機所產生樣本之平均,當樣品數很大,將有很大的機率,接近母體之平均。

機率論早期的發展,常對某件事是否發生有興趣。如:投擲銅板是否出現正面?玩撲克牌得到 \(3\) 條等。換句話說,對只有兩個結果的觀測有興趣。以 \(X_i=1\),表第 \(i\) 次觀測該事件發生,\(X_i=0\),表第 \(i\) 次觀測該事件未發生。如此觀測到一串 \(0,1\) 的數列。

大數法則(3)巨數法則(Law of truly large numbers)

大數法則(3)巨數法則(Law of large numbers-3. Law of truly large numbers)
國立高雄大學應用數學系黃文璋教授/國立高雄大學應用數學系黃文璋教授責任編輯

連結:大數法則(2)極限的定義

摘要:本文舉例說明何謂「巨數法則(law of truly large numbers)」,並強調其與「大數則」之不同。

巨數法則,雖然英文名為 law of truly large numbers,但其實與 law of large numbers 並不太相干。在一般正規的機率論書籍中,不會提到此法則。它主要是出現在通俗性的文章中,有時也被稱為 law of large numbers。我們實在不願稱它為『真大數法則』,只好含混地稱它為巨數法則。在 Diaconis and Mosteller (1989) 一文中,對此法則給出如下定義:

With a large enough sample, any outrageous thing is likely to happen.
(當樣本數夠大,任何聳人聽聞的事,都可能發生)。

大數法則(2)極限的定義(Law of large numbers-2. The definition of limit)

大數法則(2)極限的定義(Law of large numbers-2. The definition of limit)
國立高雄大學應用數學系黃文璋教授/國立高雄大學應用數學系黃文璋教授責任編輯

連結:大數法則(1)數大便是美

摘要:在論及「大數法則」之前,必須先有「極限(limit)」的概念,這裡給出「極限」的定義,並說明其內涵。

懂點機率統計的人,常開口閉口大數法則。大數法則究竟是什麼?討論大數法則,無可避免的,會涉及極限。只是極限可不是一簡單的概念。但弄懂極限,是進入較高深數學的第一步。本節我們稍微介紹極限。

大數法則(1)數大便是美(Everything becomes beautiful when amount is plenty)

大數法則(1)數大便是美(Law of large numbers-1. Everything becomes beautiful when amount is plenty)
國立高雄大學應用數學系黃文璋教授/國立高雄大學應用數學系黃文璋教授責任編輯

摘要:這是一系列關於「大數法則(law of large numbers)」文章的第一篇,這裡引用徐志摩「數大便是美」一文,說明自然界的隨機現象其實遵循著某些規律、法則。

徐志摩的散文,很多人中學時代都讀過,膾炙人口的作品實在不少。他的有些句子後來常被引用,〝數大便是美〞是其中之一。

初等的機率論(10)推理統計學簡介(Brief Introduction to Statistical Inference)

初等的機率論(10)推理統計學簡介
(Elementary Probability Theory-10. BriefIntroduction to Statistical Inference)
國立臺灣大學數學系蔡聰明副教授/國立臺灣大學數學系蔡聰明副教授責任編輯

連結:初等的機率論(9)什麼是機率與機率法則?

摘要:這是一系列「初等的機率論」文章中的最後一篇,在對機率有了充足的概念後,這裡舉例說明機率法則的實際應用,強調「推理統計學」是以「機率論」為基礎。

機率論最早的應用是賭局,而賭局也是機率論的發源地。隨著機率論的發展,它的應用也越來越寬廣,最先是數理統計學,再來是統計力學、量子力學,以及社會科學、醫學、經濟學。只要是涉及重複的、大量的觀測數據,都會受到機率論與統計學的管轄。

Pages