大數法則

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(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(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。

初等的機率論(9)什麼是機率與機率法則?(What are Probability and Law of chance?)

初等的機率論(9)什麼是機率與機率法則?
(Elementary Probability Theory-9. What are Probability and Law of chance?)

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(8)隨機變數及其種種性質

摘要:本文以丟銅板問題,逐步探討機率論中幾個重要的法則:「大數法則(law of large numbers)」、「Poisson小數法則(Poisson’s law of small numbers)」、及「中央極限定理(central limit theorem)」。

機率論的兩個核心問題就是要問:

什麼是一個事件的機率(probability)?
什麼是機率法則(the laws of chance)?(甚至是,有沒有機率法則?)

要探索這些問題,我們要遵循德國偉大數學家D. Hilbert (1862-1943) 所說的一句名言:

這是機率論的美妙與幸運,也許是機運女神泰姬(Tyche)特別眷顧機率論吧。

點數問題與機率論的源起

點數問題與機率論的源起 (Problem of Points and the origin of probability theory)
國立臺灣師範大學數學系洪萬生教授/國立臺灣師範大學數學系洪萬生教授責任編輯

1654年,法國貴族迪默勒 (Chevalier de Méré) 向數學家巴斯卡提出一個賭金分配問題。那就是在一場未完成的賭局中,如何分配賭金呢?這些「賭金」來自賭徒在一開始所下注的。根據慣例,只要一下注,直到遊戲結束前,這些賭金是不屬於任何人的,結束時,只有贏家能擁有全部賭金。

統計:從政治算術到一門科學(Statistics: from political arithmetic to a science)

統計:從政治算術到一門科學(Statistics: from political arithmetic to a science)
國立臺灣師範大學數學系洪萬生教授/ 國立臺灣師範大學數學系洪萬生教授責任編輯

「統計」是一個多義的名詞,而且,常常在面對質疑的意見時,被用來保證其可信度。我們有時使用它來談論資料,特別是指數值資料 - 例如,「$$93\%$$ 的統計數值是編造的」。當在這些意義下使用時,統計(statistics)是個複數名詞:數據的每一小部分都是一個統計量(statistic)。當統計(statistics)作為單數名詞使用時,它所指涉的,是一門產生及分析這些數據的科學。這門科學有著悠久的歷史根源,但卻是在二十世紀初期才發展興盛起來。