Valószínűségi változó

A valószínűségi változó a valószínűségszámítás egyik legfontosabb fogalma. Lényegében olyan jelenségek matematikai megfogalmazására, modellezésére alkalmas, melyek véletlentől függő értéket vesznek fel.[1] Ilyen lehet például egy kockadobás eredménye, egy folyó vízállása vagy az utcán szembe jövő emberek testmagassága. Formálisan, a valószínűségi változó egy kimenetelt jellemez, nem feltétlenül számszerűen.[2] Nem számszerű véletlen változó lehet mozgásirány, permutáció vagy gráf is, vagy akármilyen más matematikai objektum. Egy kimenetelhez különféle valószínűségi változó rendelhető, amit realizációnak, sztochasztikus folyamat esetén útnak neveznek.[3]

Bár a valószínűségi változó szemléletes jelentése viszonylag könnyen megragadható, a precíz matematikai meghatározás a huszadik századig váratott magára, és egészen komoly függvénytani illetve mértékelméleti eszközöket használ fel.

Matematikai definíció

Az ( Ω , A , P ) {\displaystyle (\Omega ,{\mathcal {A}},P)} valószínűségi mező Ω {\displaystyle \Omega } eseményterén értelmezett valós értékű X : Ω R {\displaystyle X:\Omega \rightarrow \mathbb {R} } függvény pontosan akkor valószínűségi változó, ha

{ ω Ω : X ( ω ) x } A x R {\displaystyle \left\{\omega \in \Omega :X(\omega )\leq x\right\}\in {\mathcal {A}}\qquad \forall x\in \mathbb {R} } [4]

A mértékelmélet kifejezéseivel élve ez úgy fogalmazható meg, hogy ha a valószínűségi mezőt mint mértékteret tekintjük, akkor a valószínűségi változók pontosan az A-mérhető függvények.

Tulajdonképp a definíció azt követeli meg, hogy úgy rendeljünk számokat az eseménytér elemeihez – azaz az elemi eseményekhez – hogy az így kapott függvény "jól viselkedjen" a P {\displaystyle P} valószínűségi mérték szerinti integrálás szempontjából. Ez a követelmény ahhoz kell, hogy a valószínűségi változó viselkedésének leírásában, vizsgálatában lehessen kamatoztatni a függvénytan olyan eszközeit, mint az integrál- vagy a differenciálszámítás. A definíció egyenes következménye, hogy a valószínűségi változó eloszlásfüggvénye a megszokott módon definiálható.

Megjegyzések

Általában csak szövegesen adják meg a konkrét adatokat, vagy alapértelmezettnek vesznek néhány dolgot (például: véges esetben szimmetria, az eseményalgebra a hatványhalmaz; folytonos eset: események a Borel-halmazok).

Diszkrét esetben, ha az eseményalgebra a hatványhalmaz, akkor minden függvény mérhető, ezért a mérhetőséggel nem kell foglalkozni. Folytonos esetben azonban már kell a mérhetőséget vizsgálni.

Egyes speciális eseteket mértékelméleti definíció helyett másként is be lehet vezetni.

Valós valószínűségi változók

Valós valószínűségi változók esetén az eseménytér R {\displaystyle \mathbb {R} } , események a Borel-halmazok. Ezzel az általános definíció így alakul:

A valós valószínűségi változó egy X : Ω R {\displaystyle X\colon \Omega \to \mathbb {R} } függvény, ami Ω {\displaystyle \Omega } minden ω {\displaystyle \omega } kimeneteléhez hozzárendel egy valós számot, továbbá teljesíti a mérhetőségi kikötést:
x R :   { ω X ( ω ) x } Σ {\displaystyle \forall x\in \mathbb {R} :\ \lbrace \omega \mid X(\omega )\leq x\rbrace \in \Sigma }

Szavakkal, ez azt fejezi ki, hogy azoknak a kimeneteleknek a halmaza, amelyek realizációja egy érték alá esik, esemény.

A példában ilyen a két kockával dobás X 1 {\displaystyle X_{1}} , X 2 {\displaystyle X_{2}} és S {\displaystyle S} valószínűségi változó.

Valószínűségi vektorváltozók

Egy valószínűségi vektorváltozó egy X : Ω R n {\displaystyle X\colon \Omega \to \mathbb {R} ^{n}} leképezés, ahol n N {\displaystyle n\in \mathbb {N} } dimenzió. Ekkor X = ( X 1 , , X n ) {\displaystyle X=(X_{1},\dotsc ,X_{n})} koordinátái X i : Ω R {\displaystyle X_{i}\colon \Omega \to \mathbb {R} } valószínűségi változók, amelyek ugyanazon az eseménytéren vannak definiálva. Ekkor X {\displaystyle X} eloszlása többdimenziós, és az X i {\displaystyle X_{i}} koordináták eloszlása peremeloszlás. A várható érték és a szórásnégyzet (vigyázat, nem szórás!) megfelelői többdimenziós eloszlás esetén a várható értékek vektora és a kovarianciamátrix.

A példában X = ( X 1 , X 2 ) {\displaystyle X=(X_{1},X_{2})} kétdimenziós eloszlású valószínűségi változó.

A valószínűségi vektorváltozók nem tévesztendők össze a valószínűségi vektorral. A valószínűségi vektorok adott n {\displaystyle n} esetén n {\displaystyle n} elemű halmaz elemei közötti átmenetek valószínűségeit írják le; R n {\displaystyle \mathbb {R} ^{n}} elemei, minden koordinátájuk pozitív, és összegük 1.

Komplex valószínűségi változók

A komplex eset nem különbözik lényegesen a valós kétdimenziós esettől. A képtér C {\displaystyle \mathbb {C} } , ezen az események a C {\displaystyle \mathbb {C} } és R 2 {\displaystyle \mathbb {R} ^{2}} kanonikus megfeleltetésből adódó Borel-halmazok. X {\displaystyle X} komplex valószínűségi változó, ha Re ( X ) {\displaystyle \operatorname {Re} (X)} és Im ( X ) {\displaystyle \operatorname {Im} (X)} is valós valószínűségi változó.

Példák

Pénzfeldobás

A pénzfeldobást leíró valószínűségi változó valószínűségi mezeje a következő:

  • az Ω {\displaystyle \Omega } eseménytér a fej és az írás elemekből áll:
Ω = { F , I } {\displaystyle \Omega =\left\{F,I\right\}} ,
  • az események A {\displaystyle {\mathcal {A}}} σ-algebrája az Ω {\displaystyle \Omega } összes részhalmazából (vagyis az Ω {\displaystyle \Omega } hatványhalmazából) áll:
A = { , Ω , { F } , { I } } {\displaystyle {\mathcal {A}}=\left\{\emptyset ,\Omega ,\left\{F\right\},\left\{I\right\}\right\}}
  • a P {\displaystyle P} valószínűségi mérték a következő:
P ( ) = 0 ; P ( { F } ) = 1 / 2 ; P ( { I } ) = 1 / 2 ; P ( { F , I } ) = 1. {\displaystyle P(\emptyset )=0;\qquad P\left(\left\{F\right\}\right)=1/2;\qquad P\left(\left\{I\right\}\right)=1/2;\qquad P\left(\left\{F,I\right\}\right)=1.}

Ekkor valószínűségi változó például a következő X : Ω R {\displaystyle X:\Omega \rightarrow \mathbb {R} } függvény:

X ( ω ) = { 1 , ha  ω = F , 2 , ha  ω = I {\displaystyle X(\omega )={\begin{cases}1,&{\text{ha }}\omega =F,\\2,&{\text{ha }}\omega =I\end{cases}}}

Ez a valószínűségi változó az 1 értéket veszi fel, ha fejet dobunk és a 2 értéket, ha írást.

Kockadobás

Hasonlóan a kockadobást leíró valószínűségi változó valószínűségi mezeje a következő:

  • az Ω {\displaystyle \Omega } eseménytér 6 elemből áll, az egyes dobásból, a kettes dobásból, … a hatos dobásból
  • az események A {\displaystyle {\mathcal {A}}} σ-algebrája most is az Ω {\displaystyle \Omega } összes részhalmazából áll,
  • a P {\displaystyle P} valószínűségi mérték most a következő: bármely H Ω {\displaystyle H\subseteq \Omega } esetén
P ( H ) = | H | 6 {\displaystyle P(H)={\frac {\left|H\right|}{6}}}
vagyis a P {\displaystyle P} minden elemi eseményhez 1/6 valószínűséget rendel, és az olyan H {\displaystyle H} eseményekhez, melyek n {\displaystyle n} elemi eseményt tartalmaznak, n / 6 {\displaystyle n/6} -ot.

A kockadobást leíró valószínűségi változót kapunk a következő függvénnyel: X : Ω R {\displaystyle X:\Omega \rightarrow \mathbb {R} } olyan, hogy az "egyes dobás" elemi eseményéhez az 1-es számot, a "kettes dobás" elemi eseményéhez a 2-es számot stb. a "hatos dobás" elemi eseményéhez a 6-os számot rendeli.

Ez a valószínűségi változó mindig azt az egész számot veszi fel, amit dobtunk. Azt is lehet látni, hogy ha nem pont az {1, 2, 3, 4, 5, 6} halmaz lenne az értékkészlete X-nek, hanem például a {2, 4, 6, 8, 10, 12} akkor is a kockadobás véletlen kimeneteit modellezné csak más értékekkel.

Dobás két kockával

Két kockán dobott számok összege: ( Ω , Σ , P ) S ( Ω , Σ , P S ) {\displaystyle (\Omega ,\Sigma ,P){\xrightarrow {S}}(\Omega ',\Sigma ',P^{S})}

Két, egymástól megkülönböztethető kockával való dobás modellezhető a következő ( Ω , Σ , P ) {\displaystyle (\Omega ,\Sigma ,P)} valószínűségi térrel:

  • Ω {\displaystyle \Omega } a 36 kimenetel: Ω = { ( 1 , 1 ) , ( 1 , 2 ) , , ( 6 , 5 ) , ( 6 , 6 ) } {\displaystyle \Omega =\{(1,1),(1,2),\dotsc ,(6,5),(6,6)\}}
  • Σ {\displaystyle \Sigma } az Ω {\displaystyle \Omega } hatványhalmaza
  • Ha feltesszük, hogy a kockák szabályosak, akkor az összes kimenetel valószínűsége ugyanaz. Ekkor a valószínűségi mérték P ( { ( n 1 , n 2 ) } ) = 1 36 {\displaystyle P\left(\{(n_{1},n_{2})\}\right)={\tfrac {1}{36}}} ha n 1 , n 2 { 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 } {\displaystyle n_{1},n_{2}\in \{1,2,3,4,5,6\}} .

A következőkben az X 1 {\displaystyle X_{1}} az első, X 2 {\displaystyle X_{2}} a második kockával dobott szám, S {\displaystyle S} pedig az összegük. Ezek definíciója a következő:

  1. X 1 : Ω R ; ( n 1 , n 2 ) n 1 , {\displaystyle X_{1}\colon \Omega \to \mathbb {R} ;\quad \left(n_{1},n_{2}\right)\mapsto n_{1},}
  2. X 2 : Ω R ; ( n 1 , n 2 ) n 2 , {\displaystyle X_{2}\colon \Omega \to \mathbb {R} ;\quad \left(n_{1},n_{2}\right)\mapsto n_{2},} és
  3. S : Ω R ; ( n 1 , n 2 ) n 1 + n 2 , {\displaystyle S\colon \Omega \to \mathbb {R} ;\quad \left(n_{1},n_{2}\right)\mapsto n_{1}+n_{2},}

ahol Σ {\displaystyle \Sigma '} a valós számokon értelmezett Borel-algebra.

Eloszlás

A valószínűségi változóhoz kapcsolódik a képtéren indukált valószínűségi eloszlás. A két fogalmat szinonímaként is használják. Formálisan, ha X {\displaystyle X\;} valószínűségi változó, akkor P X {\displaystyle \;P^{X}} eloszlását mint a P {\displaystyle P\;} valószínűség képmértékét értelmezik, azaz

P X ( A ) = P ( X 1 ( A ) ) {\displaystyle \;P^{X}(A)=P\left(X^{-1}(A)\right)} minden A Σ {\displaystyle A\in \Sigma '} esetén,

ahol Σ {\displaystyle \Sigma '} az X {\displaystyle X} valószínűségi változó képterében adott σ-algebra is. A P X {\displaystyle \;P^{X}} jelölés mellett előfordul P X , X ( P ) {\displaystyle P_{X},X(P)\;} és P X 1 {\displaystyle P\circ X^{-1}} is.

Például ha normális eloszlású valószínűségi változóról van szó, akkor azzal egy valós értékű valószínűségi változóra gondolnak, aminek eloszlása egy normális eloszlásnak felel meg.

A valószínűségi tulajdonságok kifejezhetők csak a valószínűségi változók közös eloszlása alapján. Nem szükséges ehhez ismerni a valószínűségi mezőt, amin a valószínűségi változók definiálva vannak.

Gyakran eloszlás- vagy sűrűségfüggvényükkel adják meg a valószínűségi változókat, háttérben hagyva a valószínűségi mezőt. Ez a felfogás megengedett a matematikában, mindaddig, amíg valóban létezik az adott eloszláshoz valószínűségi mező. Azonban a konkrét eloszlás ismeretében konstruálható ( Ω , Σ , P ) {\displaystyle (\Omega ,\Sigma ,P)} valószínűségi mező, ahol Ω = R {\displaystyle \Omega =\mathbb {R} } , Σ {\displaystyle \Sigma } a Borel-halmazok σ-algebrája, és P {\displaystyle P} az eloszlásfüggvény által generált Lebesgue-Stieltjes-mérték. A valószínűségi változó az X : R R {\displaystyle X\colon \mathbb {R} \to \mathbb {R} } identikus leképezés: X ( ω ) = ω {\displaystyle X(\omega )=\omega } .[5]

Több, de véges sok valószínűségi változó esetén is elég a közös eloszlásfüggvényt megadni, a valószínűségi mezőt háttérben hagyva. Megszámlálható végtelen sereget megadva elég véges halmazok közös eloszlásfüggvényeit megadni. Maga a valószínűségi mező kevésbé kérdéses, mint az, hogy létezik-e közös valószínűségi mező megszámlálható végtelen esetben. Független esetben a kérdést Émile Borel oldotta meg, az egységintervallum és a Lebesgue-mérték felhasználásával. Egy lehetséges bizonyítás a kettes számrendszerben írt számok kettedesjegyeit egymásba skatulyázott Bernoulli-folyamatoknak tekinti (a Hilbert-hotelhez hasonlóan).[6]

Az eloszlás a valószínűségi változó egyik legfontosabb függvénye, ami arról tájékoztat, hogy az milyen értéket milyen valószínűséggel vesz fel, vagy hogy egy megadott intervallumba esésnek mekkora a valószínűsége, például hogy kockával legfeljebb négyest dobunk.

Folytonos valószínűségi változó esetén a sűrűségfüggvény megkönnyíti annak kiszámítását, hogy mekkora annak a valószínűsége, hogy a változó egy adott intervallumba esik. További jellemző értékek a várható érték, a szórás és a magasabb rendű momentumok.

A valószínűségi változók két nagy osztálya

A valószínűségi változók két leggyakrabban emlegetett fajtája a diszkrét és a folytonos valószínűségi változó. Szemléletesen a diszkrét valószínűségi változó olyan, ami elkülönült értékeket tud csak felvenni, a folytonos pedig olyan, ami – legalább egy intervallumon – bármilyen értéket felvehet. Diszkrét valószínűségi változó például az, ami egy kockadobás eredményét írja le, vagy azt, hogy egy üzletbe következőnek betoppanó 8 vendég közül hány férfi. Ezzel szemben folytonosnak tekinthető az a valószínűségi változó, ami azt írja le, hogy az ugyanebbe az üzletbe betoppanó következő vevő milyen magas, vagy hogy egy fáról leszüretelt őszibarack mekkora súlyú, hisz ezek a változók – legalábbis egy intervallumon – akármilyen értéket felvehetnek. (Ez a bekezdés csak szemlélteti a folytonos valószínűségi változók fogalmát, és nem teljesen pontos. A precíz matematikai meghatározás a bekezdés alján megadott szócikkben található.) A konstans valószínűségi változó is diszkrét (elfajult eloszlású): X ( ω ) = c {\displaystyle X(\omega )=c} minden ω {\displaystyle \omega } esetén.

Fontos megjegyezni, hogy nem csak diszkrét és folytonos valószínűségi változók vannak, tehát ez a két osztály nem adja a valószínűségi változók osztályának partícióját. Se nem folytonos, se nem diszkrét például az a valószínűségi változó, ami a következő kísérletet írja le: feldobunk egy pénzérmét, ha az eredmény fej, akkor a valószínűségi változó értéke legyen 2 ha írás, akkor a valószínűségi változó vegyen fel egy számot véletlenszerűen a [0,1] intervallumon (egyenletes eloszlás szerint).

A folytonos és a diszkrét valószínűségi változókat azért érdemes elkülöníteni a valószínűségi változók nagy osztályából, mert ez a két osztály sok szempontból nagyon jól – és egymástól nagyon eltérően – viselkedik. A várható érték kiszámítására például a diszkrét valószínűségi változók esetében speciális és könnyen számolható képlet adódik, sűrűségfüggvénye pedig csak folytonos valószínűségi változónak lehet.

A pontos matematikai definíciókat az alábbi szócikkek tartalmazzák:

Valószínűségi változó további tulajdonságai

Folytonosság

Egy valószínűségi változót több okból nevezhetnek folytonosnak.

  • Ha van sűrűségfüggvénye. Ez azt jelenti, hogy eloszlásfüggvénye abszolút folytonos a Lebesgue-mérték szerint.[7]
  • Ha eloszlásfüggvénye folytonos.[8] Ez azt jelenti, hogy minden x R {\displaystyle x\in \mathbb {R} } valószínűsége nulla, P ( { X = x } ) = 0 {\displaystyle P(\{X=x\})=0}

Mérhetőség

Ha X {\displaystyle X} valószínűségi változó az Ω {\displaystyle \Omega } eseménytéren, és adva van a g : R R {\displaystyle g\colon \mathbb {R} \to \mathbb {R} } mérhető függvény, akkor Y = g ( X ) {\displaystyle Y=g(X)} is valószínűségi változó az Ω {\displaystyle \Omega } eseménytéren, mivel mérhető függvények kompozíciója szintén mérhető. A g ( X ) {\displaystyle g(X)} függvényt X {\displaystyle X} transzformációjának nevezik.

Ekkor Y {\displaystyle Y} eloszlásfüggvénye

F Y ( y ) = P ( g ( X ) y ) {\displaystyle F_{Y}(y)=\operatorname {P} (g(X)\leq y)} .

Az ( R ¯ , B ( R ¯ ) ) {\displaystyle ({\bar {\mathbb {R} }},{\mathcal {B}}({\bar {\mathbb {R} }}))} valószínűségi mezőn értelmezett X {\displaystyle X} valószínűségi változó várható értéke:

E ( X ) = Ω X ( ω ) d P ( ω ) {\displaystyle \operatorname {E} (X)=\int _{\Omega }X(\omega )\mathrm {d} P(\omega )\,} .

Integrálhatóság és kvázi-integrálhatóság

Egy valószínűségi változó integrálható, ha várható értéke létezik és véges. Kvázi-integrálható, ha van várható értéke, de ennek nem kell végesnek lennie. Az integrálható változó kvázi-integrálható is.

Példa a transzformációra

Legyen X {\displaystyle X} valós, folytonos eloszlású valószínűségi változó, és Y = X 2 {\displaystyle Y=X^{2}} . Ekkor

F Y ( y ) = P ( X 2 y ) . {\displaystyle F_{Y}(y)=\operatorname {P} (X^{2}\leq y).}

Esetszétválasztás y {\displaystyle y} szerint:

y < 0 : {\displaystyle y<0:}

P ( X 2 y ) = 0 F Y ( y ) = 0 {\displaystyle {\begin{alignedat}{2}&&\operatorname {P} (X^{2}\leq y)&=0\\&\Rightarrow &F_{Y}(y)&=0\end{alignedat}}}

y 0 : {\displaystyle y\geq 0:}

P ( X 2 y ) = P ( | X | y ) = P ( y X y ) F Y ( y ) = F X ( y ) F X ( y ) {\displaystyle {\begin{alignedat}{2}&&\operatorname {P} \left(X^{2}\leq y\right)&=\operatorname {P} \left(|X|\leq {\sqrt {y}}\right)\\&&&=\operatorname {P} \left(-{\sqrt {y}}\leq X\leq {\sqrt {y}}\right)\\&\Rightarrow &F_{Y}\left(y\right)&=F_{X}\left({\sqrt {y}}\right)-F_{X}\left(-{\sqrt {y}}\right)\end{alignedat}}}

Standardizálás

Egy valószínűségi változó standardizált, ha várható értéke 0 és szórása 1. Egy Y {\displaystyle Y} valószínűségi változó standardizáltja:

Z = Y E ( Y ) Var ( Y ) {\displaystyle Z={\frac {Y-\operatorname {E} (Y)}{\sqrt {\operatorname {Var} (Y)}}}}

Ez az Y {\displaystyle Y} valószínűségi változót standard valószínűségi változóvá való transzformálása.

Egyebek

  • Időben összefüggő valószínűségi változók sztochasztikus folyamatként foghatók fel.
  • Egy valószínűségi változó realizációinak sorozatát véletlen sorozat.
  • Egy X : Ω R n {\displaystyle X:\Omega \to \mathbb {R} ^{n}} valószínűségi változó generálja az F X ( B ) := { X 1 ( B ) | B B ( R n ) } {\displaystyle {\mathcal {F}}_{X}({\mathcal {B}}):=\{X^{-1}(B)|B\in {\mathcal {B}}(\mathbb {R} ^{n})\}} σ-algebrát, ahol B ( R n ) {\displaystyle {\mathcal {B}}(\mathbb {R} ^{n})} az R n {\displaystyle \mathbb {R} ^{n}} tér Borel-algebrája.

Több valószínűségi változó kapcsolata

Függetlenség

Két valószínűségi változó, X , Y {\displaystyle X,Y} független, ha bármely két intervallum, [ a 1 , b 1 ] {\displaystyle [a_{1},b_{1}]} és [ a 2 , b 2 ] {\displaystyle [a_{2},b_{2}]} esetén az E X := { ω | X ( ω ) [ a 1 , b 1 ] } {\displaystyle E_{X}:=\{\omega |X(\omega )\in [a_{1},b_{1}]\}} és E Y := { ω | Y ( ω ) [ a 2 , b 2 ] } {\displaystyle E_{Y}:=\{\omega |Y(\omega )\in [a_{2},b_{2}]\}} események függetlenek. Ekkor P ( E X E Y ) = P ( E X ) P ( E Y ) {\displaystyle P(E_{X}\cap E_{Y})=P(E_{X})P(E_{Y})} .

A két kockával dobást bemutató példában X 1 {\displaystyle X_{1}} és X 2 {\displaystyle X_{2}} függetlenek, de X 1 {\displaystyle X_{1}} és S {\displaystyle S} nem. Például, ha X 1 = 4 , {\displaystyle X_{1}=4,} akkor S {\displaystyle S} nem lehet 2 vagy 3.

Több valószínűségi változó, X 1 , X 2 , , X n {\displaystyle X_{1},X_{2},\dotsc ,X_{n}} függetlensége azt jelenti, hogy az X = ( X 1 , X 2 , , X n ) {\displaystyle X=\left(X_{1},X_{2},\dotsc ,X_{n}\right)} valószínűségi vektorváltozó valószínűsége megfelel a P X 1 , P X 2 , , P X n {\displaystyle P_{X_{1}},P_{X_{2}},\dotsc ,P_{X_{n}}} szorzatmértékének.[9]

Például a három kockával való dobás esetén értelmezhető az ( Ω , Σ , P ) {\displaystyle (\Omega ,\Sigma ,P)} valószínűségi mező mint:

Ω = { 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 } 3 {\displaystyle \Omega =\{1,2,3,4,5,6\}^{3}} ,
Σ {\displaystyle \Sigma } az Ω {\displaystyle \Omega } hatványhalmaza és
P ( ( n 1 , n 2 , n 3 ) ) = 1 6 3 = 1 216 {\displaystyle P\left(\left(n_{1},n_{2},n_{3}\right)\right)={\frac {1}{6^{3}}}={\frac {1}{216}}}

Ekkor a k {\displaystyle k} -adik kockával dobás eredménye

X k ( n 1 , n 2 , n 3 ) = n k {\displaystyle X_{k}\left(n_{1},n_{2},n_{3}\right)=n_{k}} ha k { 1 , 2 , 3 } {\displaystyle k\in \{1,2,3\}} .

Szintén lehetséges konstruálni adott eloszlású független valószínűségi változók tetszőleges családjának megfelelő valószínűségi mezőt.[10]

Azonos eloszlás

Két vagy több valószínűségi változó azonos eloszlású, ha indukált valószínűségeloszlásaik megegyeznek. A két kockával való dobás X 1 {\displaystyle X_{1}} , X 2 {\displaystyle X_{2}} valószínűségi változói azonos eloszlásúak, de X 1 {\displaystyle X_{1}} és S {\displaystyle S} nem.

Függetlenség és azonos eloszlás

Gyakran vizsgálják valószínűségi változók sorozatát, amelyek függetlenek és azonos eloszlásúak; ezeket független azonos eloszlású valószínűségi változóknak nevezik.

Három kockával való dobáskor X 1 {\displaystyle X_{1}} , X 2 {\displaystyle X_{2}} és X 3 {\displaystyle X_{3}} független azonos eloszlású valószínűségi változók. Az első két kockával dobás összege S 1 , 2 = X 1 + X 2 {\displaystyle S_{1,2}=X_{1}+X_{2}} és a második és harmadik kockával dobás összege S 2 , 3 = X 2 + X 3 {\displaystyle S_{2,3}=X_{2}+X_{3}} azonos eloszlású, de nem független. Ezzel szemben S 1 , 2 {\displaystyle S_{1,2}} és X 3 {\displaystyle X_{3}} független, de nem azonos eloszlású.

Felcserélhetőség

Valószínűségi változók felcserélhető családjai azok a családok, ahol az eloszlások változatlanok maradnak, ha a családban véges sok valószínűségi változót felcserélnek. Ez megköveteli az azonos eloszlást, de a függetlenséget nem.

A valószínűségi változót jellemző függvények

A valószínűségi változót jellemző értékek

Fontosabb valószínűségi eloszlások

Jegyzetek

  1. Norbert Henze: Stochastik für Einsteiger: Eine Einführung in die faszinierende Welt des Zufalls. Vieweg+Teubner Verlag, 2010, ISBN 978-3-8348-0815-8, doi:10.1007/978-3-8348-9351-2, S. 12.
  2. Jörg Bewersdorff. [korlátozott előnézet a Google Könyvekben Glück, Logik und Bluff. Mathematik im Spiel - Methoden, Ergebnisse und Grenzen], 6., Wiesbaden: Springer Spektrum (2012). ISBN 978-3-8348-1923-9 
  3. David Meintrup, Stefan Schäffler. Stochastik. Theorie und Anwendungen. Berlin Heidelberg New York: Springer-Verlag (2005). ISBN 978-3-540-21676-6 
  4. Karl Hinderer: Grundbegriffe der Wahrscheinlichkeitstheorie. Springer, Berlin 1980, ISBN 3-540-07309-4 (nicht überprüft)
  5. Robert B. Ash: Real Analysis and Probability. Academic Press, New York 1972, ISBN 0-12-065201-3, Definition 5.6.2.
  6. Olav Kallenberg: Foundations of Modern Probability. 2. Ausgabe. Springer, New York 2002, ISBN 0-387-95313-2, S. 55.
  7. Marek Fisz: Wahrscheinlichkeitsrechnung und mathematische Statistik. 11. Auflage. VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin 1989, Definition 2.3.3.
  8. Robert B. Ash: Real Analysis and Probability. Academic Press, New York 1972, ISBN 0-12-065201-3, S. 210.
  9. Robert B. Ash: Real Analysis and Probability. Academic Press, New York 1972, ISBN 0-12-065201-3 (Definition 5.8.1)
  10. Klaus D. Schmidt: Maß und Wahrscheinlichkeit. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg 2009, ISBN 978-3-540-89729-3, Kapitel 11.4.

Források

  • Bognár J.-né – Mogyoródi J. – Prékopa A. – Rényi A. – Szász D. (2001): Valószínűségszámítási feladatgyűjtemény. Typotex Kiadó, Budapest.
  • Fazekas I. (szerk.) (2000): Bevezetés a matematikai statisztikába. Kossuth Egyetemi Kiadó, Debrecen.
  • Jánossy L. (1965): A valószínűségelmélet alapjai és néhány alkalmazása. Tankönyvkiadó, Budapest.
  • Kleinrock L. (1979): Sorbanállás, kiszolgálás. Műszaki Könyvkiadó, Budapest.
  • Lukács O. (2002): Matematikai statisztika. Műszaki Könyvkiadó, Budapest.
  • Medgyessy P. – Takács L. (1973): Valószínűségszámítás. Tankönyvkiadó, Budapest.
  • Michaletzky Gy. – Mogyoródi J. (1995): Matematikai statisztika, Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest.
  • Michelberger P. – Szeidl L. – Várlaki P. (2001): Alkalmazott folyamatstatisztika és idősor-analízis. Typotex Kiadó, Budapest.
  • Vargha A. (2000): Matematikai statisztika pszichológiai, nyelvészeti és biológiai alkalmazásokkal. Pólya Kiadó, Budapest.
  • Vetier A. (1991): Szemléletes mérték- és valószínűségelmélet. Tankönyvkiadó, Budapest.
  • Karl Hinderer: Grundbegriffe der Wahrscheinlichkeitstheorie. Springer, Berlin/ Heidelberg/ New York 1980, ISBN 3-540-07309-4.
  • Erich Härtter: Wahrscheinlichkeitsrechnung für Wirtschafts- und Naturwissenschaftler. Vandenhoeck & Ruprecht, Göttingen 1974, ISBN 3-525-03114-9.
  • Michel Loève: Probability Theory I. 4. Auflage. Springer, 1977, ISBN 0-387-90210-4.

Fordítás

Ez a szócikk részben vagy egészben a Zufallsvariable című német Wikipédia-szócikk fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.

  • Matematika Matematikaportál • összefoglaló, színes tartalomajánló lap

Kapcsolódó szócikkek