click below
click below
Normal Size Small Size show me how
Stack #4597905
| Question | Answer |
|---|---|
| 1 σ-алгебра σ-алгебра | Определение. σ-алгебра F — множество подмножеств Ω, обладающее следующими свойствами: 1. Ω ∈F; 2. A ∈F ⇒¯A ∈F; 3. A1, A2, … , An, … ∈F ⇒⋃∞ i=1 Ai ∈F.[1] |
| 2 Борелевская σ-алгебра Борелевская σ-алгебра | Определение. Борелевская σ-алгебра B — наименьшая σ-алгебра, порождённая множеством всех открытых интервалов на R (иными словами, минимальная σ-алгебра, содержащая все открытые интервалы). Элемент B ∈B — борелевское множество.[1] |
| 3 Вероятностное пространство Вероятностное пространство | Определение. Вероятностное пространство — тройка (Ω, F, P), где: Ω — непустое множество элементарных исходов, F — σ-алгебра над Ω, P — вероятность, определённая на F.[1] |
| 4 Вероятность Вероятность | Определение. Вероятностная мера или вероятность — функция P : F →R, обладающая следующими свойствами: 1. P(A) ≥0 ∀A ∈F (неотрицательность); 2. P(Ω) = 1 (нормировка); 3. ∀A1, A2, … ∈F, ; AiAj = ∅; (i ≠j) : P (⋃∞ i=1 Ai) = ∑∞ i=1 P(Ai) (счётная аддитивность |
| 5 Свойства вероятности Свойства вероятности | 1. P(∅) = 0; 2. A, B ∈F, ; B ⊂A ⇒P(A) ≥P(B) (монотонность); 3. P(A ∖B) = P(A) −P(AB); 4. P(A ∪B) = P(A) + P(B) −P(AB); 5. ∀A1 ⊇A2 ⊇… , ; ⋂∞ n=1 An = A : limn→∞P(An) = P(A) (непрерывность).[1] |
| 6 Дискретное вероятностное пространство Дискретное вероятностное пространство | Определение. Вероятностное пространство называется дискретным, если Ω не более чем счетно.[1] |
| 7 Классическое определение вероятности Классическое определение вероятности | Определение. Классическое определение вероятности на дискретном вероятностном пространстве с конечным Ω: p1 = p2 = … = pn = 1/n, P(A) = k/n, k = |A|, т.е. все элементарные исходы считаются равновозможными. [1] |
| 8 Геометрическая вероятность Геометрическая вероятность | Определение. P(A) = μ(A)/μ(Ω) где μ — мера (длина, площадь, объём) множества. (0 < μ(Ω) < ∞), A - измеримое множество.[1] |
| 9 Условная вероятность Условная вероятность | Определение. Пусть задано вероятностное пространство (Ω, F, P), события A, B ∈F, P(B) > 0. Условная вероятность события A при событии B: P(A|B) = P(AB)/P(B). [1] |
| 10 Независимость двух событий Независимость двух событий | Определение. События A и B независимы, если: P(AB) = P(A) ⋅P(B).[1] |
| 11 Независимость трёх событий Независимость трёх событий | Определение. События A, B, C независимы в совокупности, если выполняются все равенства:[1] |
| 12 Независимость n событий Независимость n событий | Определение. События A1, … , An ∈F называются независимыми в совокупности, если ∀k = 2, … , n ∀i1, … , ik : 1 ≤i1 < i2 < … < ik ≤n выполняется: P ( k ⋂ j=1 Aij) = k ∏ j=1 P(Aij).[1] |
| 13 Критерий независимости событий Критерий независимости событий | Критерий. События A1, … , An независимы в совокупности ⇔ ∀δ1, δ2, … , δn ∈0, 1 выполнено равенство: P(AB) = P(A) ⋅P(B) P(AC) = P(A) ⋅P(C) P(BC) = P(B) ⋅P(C) P(ABC) = P(A) ⋅P(B) ⋅P(C) P ( n ⋂ i=1 A(δi) i ) = n ∏ i=1 P (A(δi) i ), где A(1) i = Ai, A(0) i = |
| 14 Формула полной вероятности Формула полной вероятности | Теорема. Пусть даны события A, B1, … , Bn, …; P(Bi) > 0, причём BiBj = ∅ (i ≠j) и ⋃∞ i=1 Bi ⊇A. Тогда справедлива формула: P(A) = ∞ ∑ i=1 P(Bi) ⋅P(A|Bi). [1] |
| 15 Формула Байеса Формула Байеса | Теорема. Пусть даны события A, H1, … , Hn, …; P(A) > 0, P(Hi) > 0, причём HiHj = ∅ (i ≠j) и ⋃∞ i=1 Hi ⊇A. Тогда: P(Hi|A) = P(Hi) ⋅P(A|Hi) / (∑∞ j=1 P(Hj) ⋅P(A|Hj)). [1] |
| 16 Случайная величина Случайная величина | Определение. Пусть даны измеримые пространства (Ω, F) и (R, B). Тогда измеримая относительно F функция ξ : Ω →R называется случайной величиной. Иначе говоря, функция ξ : Ω →R называется случайной величиной, если прообраз любого борелевского множества B ∈B |
| 17 Функция распределения Функция распределения | Определение. Функция распределения Fξ(x) случайной величины ξ — функция Fξ : R →R: Fξ(x) = Pξ((−∞, x)) = P(ξ < x).[1] |
| 18 Свойства функции распределения Свойства функции распределения | 1. ∀x :; 0 ≤Fξ(x) ≤1; 2. x1 < x2 ⇒Fξ(x1) ≤Fξ(x2) (монотонно неубывает); 3. limx→+∞Fξ(x) = 1, limx→−∞Fξ(x) = 0; 4. Fξ(x0 −0) = limx→x0−0 Fξ(x) = Fξ(x0) (непрерывна слева).[1] |
| 19 Дискретная функция распределения Дискретная функция распределения | Определение. Распределение ξ называется дискретным, если существует не более чем счётное множество B, такое что Pξ(B) = 1. Дискретная функция распределения имеет вид: Fξ(x) = P(ξ < x) = ∑ xi<x pi = ∑ xi<x P(ξ = xi).[1] |
| 20 Абсолютно непрерывная функция распределения Абсолютно непрерывная функция распределения | Определение. Распределение ξ называется абсолютно непрерывным, если существует f(x) ≥0 п.н. такая, что для любого борелевского множества B справедливо: Pξ(B) = ∫ B f(x)λ(dx), где f(x) — плотность распределения, λ — мера Лебега. Абсолютно непрерывная функц |
| 21 Плотность распределения Плотность распределения | pξ(x) = Fξ(x)′. Свойства плотности: 1. fξ(x) = dF(x)/dx почти всюду; 2. ∫ +∞ −∞ fξ(t), dt = 1 (нормировка).[1] |
| 22 Сингулярная функция распределения Сингулярная функция распределения | Определение. Функция распределения Fξ(x) называется сингулярной, если она непрерывна и множество точек её роста имеет нулевую меру Лебега.[1] |
| 23 Теорема о разложении функции распределения Теорема о разложении функции распределения | Теорема Лебега. Пусть ξ — случайная величина с функцией распределения Fξ(x). Тогда существуют и определены единственным образом три функции распределения Fac(x), Fs(x), Fd(x) — абсолютно непрерывная, сингулярная и дискретная соответственно, а также три чи |
| 24 Совместная функция распределения Совместная функция распределения | Определение. Функция совместного распределения случайных величин (ξ1, … , ξn) — функция F : Rn →R: F(x1, … , xn) = P(ξ1 < x1, … , ξn < xn).[1] |
| 25 Маргинальное распределение Маргинальное распределение | Определение. Частные (маргинальные) функции распределения восстанавливаются по совместной функции распределения следующим образом: lim F(x1, … , xi, … , xn) = Fi(x), i = 1, … , n. Для абсолютно непрерывного случая плотности маргинальных распределений: fξ1 |
| 26 Независимые случайные величины Независимые случайные величины | Определение. Случайные величины ξ1, … , ξn называют независимыми в совокупности, если для любого набора борелевских множеств B1, … , Bn ∈B(R): P(ξ1 ∈B1, … , ξn ∈Bn) = P(ξ1 ∈B1) ⋅… ⋅P(ξn ∈Bn).[1] |
| 27 Критерий независимости случайных величин Критерий независимости случайных величин | Критерий. Случайные величины ξ1, … , ξn независимы в совокупности ⇔ имеет место равенство: Fξ1,…,ξn(x1, … , xn) = Fξ1(x1) ⋅… ⋅Fξn(xn). В частности, в случа дискретного совместного распределения: P(ξ1 = a1, … , ξn = an) = P(ξ1 = a1) … P(ξn = an) ∀a1, … , a |
| 28 Математическое ожидание дискретной случайной величины Математическое ожидание дискретной случайной величины | Определение. Математическое ожидание случайной величины ξ, имеющей дискретное распределение со значениями a1, a2, … — сумма абсолютно сходящегося ряда: Eξ = ∑ i aipi = ∑ i aiP(ξ = ai).[1] |
| 29 Дисперсия дискретной случайной величины Дисперсия дискретной случайной величины | Определение. Число Dξ = E(ξ −Eξ)2 (центральный момент второго порядка) называется дисперсией случайной величины ξ, σ = √Dξ — её среднеквадратичным отклонением. Для дискретной случайной величины: Dξ = ∑ i (ai −Eξ)2 ⋅P(ξ = ai) = Eξ2 −(Eξ)2.[1] |
| 30 Математическое ожидание абсолютно непрерывной случайной величины Математическое ожидание абсолютно непрерывной случайной величины | Определение. Математическое ожидание случайной величины ξ, имеющей абсолютно непрерывное распределение с плотностью распределения f(x) — значение абсолютно сходящегося интеграла: Eξ = ∫ R x ⋅f(x), dx.[1] |
| 31 Дисперсия абсолютно непрерывной случайной величины Дисперсия абсолютно непрерывной случайной величины | Определение. Дисперсия абсолютно непрерывной случайной величины ξ с плотностью f(x): Dξ = E(ξ −Eξ)2 = ∫ R (x −Eξ)2 ⋅f(x), dx = Eξ2 −(Eξ)2.[1] |
| 32 Свойства математического ожидания Свойства математического ожидания | 1. Для борелевской функции g(x): Eg(ξ) = ∫R g(x)pξ(x)dx; 2. E(aξ + b) = aEξ + b ∀a, b ∈R (линейность); 3. E(ξ + η) = Eξ + Eη; 4. Если ξ ≥0 п.н., то Eξ ≥0; 5. Если ξ и η — независимые случайные величины, то E(ξη) = Eξ ⋅Eη; 6. |Eξ| ≤E|ξ|; 7. ξ ≥0 п.н., Eξ = |
| 33 Свойства дисперсии Свойства дисперсии | 1. Dξ = Eξ2 −(Eξ)2; 2. D(cξ) = c2Dξ; 3. Dξ ≥0; 4. Dξ = 0 ⇔ξ = const п.н.; 5. Если ξ и η независимы, то D(ξ + η) = Dξ + Dη, D(ξ −η) = Dξ + Dη; 6. D(ξ + c) = Dξ; 7. D(ξ + η) = D(ξ) + D(η) + 2cov(ξ, η).[1] |
| 34 Ковариация Ковариация | Определение. Ковариация случайных величин ξ и η: cov(ξ, η) = E(ξη) −Eξ ⋅Eη = E[(ξ −Eξ)(η −Eη)]. Свойства ковариации: 1. cov(ξ, ξ) = Dξ; 2. cov(ξ, η) = cov(η, ξ); 3. cov(aξ + b, η) = a ⋅cov(ξ, η); 4. cov(η + ζ, ξ) = cov(η, ξ) + cov(ζ, ξ); 5. cov2(ξ, η) ≤Dξ |
| 35 Корреляция Корреляция | Определение. Коэффициент корреляции ρ(ξ, η) случайных величин ξ и η, дисперсии которых существуют и отличны от нуля: ρ(ξ, η) = cov(ξ, η) / (√Dξ ⋅Dη). Свойства: 1. Коэффициент корреляции независимых случайных величин равен нулю; 2. |ρ(ξ, η)| ≤1; 3. |ρ(ξ, η |
| 36 Вырожденное распределение Вырожденное распределение | Определение. Случайная величина ξ имеет вырожденное распределение в точке c, если P(ξ = c) = 1, т.е. ξ = c почти наверное. При этом Dξ = 0, Eξ = c.[1] |
| 37 Равномерное дискретное распределение Равномерное дискретное распределение | Определение. Случайная величина ξ имеет равномерное дискретное распределение на множестве x1, x2, … , xn, если: P(ξ = xk) = 1/n, k = 1, … , n. Fξ(x) = ∑ xk≤x 1/n. Eξ = (1/n) ∑ k=1..n xk. Dξ = (1/n) ∑ k=1..n (xk −Eξ)2.[1] |
| 38 Распределение Бернулли Распределение Бернулли | Определение. ξ ∼Be(p), p ∈(0; 1), q = 1 −p. P(ξ = 1) = p, P(ξ = 0) = q. Eξ = p, Dξ = pq. φξ(t) = E[eitξ] = q + peit. ψξ(z) = E[zξ] = q + pz.[1] |
| 39 Биномиальное распределение Биномиальное распределение | Определение. ξ ∼Bi(n, p), p ∈(0; 1), q = 1 −p. P(ξ = k) = C k npkqn−k, k = 0, 1, … , n. Eξ = np, Dξ = npq. φξ(t) = (q + peit) n. ψξ(z) = (q + pz) n.[1] |
| 40 Геометрическое распределение Геометрическое распределение | Определение. ξ ∼Geom(p), p ∈(0; 1), q = 1 −p. P(ξ = k) = pqk−1, k = 1, 2, 3, … Eξ = 1/p, Dξ = q/p2. φξ(t) = E[eitξ] = peit/(1 −qeit). ψξ(z) = E[zξ] = pz/(1 −qz).[1] |
| 41 Распределение Пуассона Распределение Пуассона | Определение. ξ ∼Pois(λ), λ > 0. P(ξ = k) = λk/k! e−λ, k = 0, 1, 2, … Eξ = λ, Dξ = λ. φξ(t) = E[eitξ] = exp(λ(eit −1)). ψξ(z) = E[zξ] = exp(λ(z −1)).[1] |
| 42 Равномерное распределение на [a; b] Равномерное распределение на [a; b] | Определение. ξ ∼U[a, b] pξ(x) = 1/(b −a) ⋅I(x ∈[a, b]). Fξ(x) = { 0, x < a, (x −a)/(b −a), a ≤x ≤b, 1, x > b. Eξ = (a + b)/2, Dξ = (b −a)2/12. φξ(t) = E[eitξ] = (eitb −eita)/(it(b −a)).[1] |
| 43 Нормальное распределение Нормальное распределение | Определение. Случайная величина ξ имеет нормальное (гауссовское) распределение с параметрами a и σ2 (Na,σ2), где a ∈R, σ > 0, если ξ имеет следующую плотность распределения: f(x) = 1/(σ√2π) exp (−(x −a)2/(2σ2)), x ∈R. Eξ = a, Dξ = σ2. φξ(t) = E[eitξ] = ex |
| 44 Показательное распределение Показательное распределение | Определение. Случайная величина ξ имеет показательное (экспоненциальное) распределение с параметром λ > 0 (Expλ), если ξ имеет следующие плотность и функцию распределения: f(x) = λe−λx, F(x) = 1 −e−λx при x ≥0; f(x) = 0, F(x) = 0 при x < 0. Eξ = 1/λ, Dξ = |
| 45 Гамма-распределение Гамма-распределение | Определение. Случайная величина ξ имеет гамма-распределение с параметрами λ > 0 и α > 0 (Γλ,α), если её плотность: f(x) = λα/Γ(α) xα−1e−λx ⋅I(x > 0). Eξ = α/λ, Dξ = α/λ2.[1] |
| 46 Распределение Коши Распределение Коши | Определение. Случайная величина ξ имеет распределение Коши с параметрами a ∈R и σ > 0 (Ca,σ), если её плотность: f(x) = 1/π ⋅ σ/(σ2 + (x −a)2). φξ(t) = exp(ita −σ|t|). Математическое ожидание и дисперсия не существуют. [1] |
| 47 Сходимость по вероятности Сходимость по вероятности | Определение. Последовательность случайных величин ξn определенных на одном вероятностном пространстве сходится по вероятности к случайной величине ξ (ξn →ξ), если: ∀ε > 0 : P(ω : |ξn(ω) −ξ(ω)| > ε) 0. [1] |
| 48 Сходимость с вероятностью 1 (почти наверное) Сходимость с вероятностью 1 (почти наверное) | Определение. Последовательность случайных величин ξn определенных на одном вероятностном пространстве почти наверное сходится к случайной величине ξ (ξn ξ), если: P ({ω : lim n→∞ξn(ω) = ξ(ω)}) = 1.[1] |
| 49 Сходимость в среднем порядка k Сходимость в среднем порядка k | Определение. Последовательность случайных величин ξn определенных на одном вероятностном пространстве сходится в среднем порядка k к случайной величине ξ ( ξn →ξ), если: E|ξn −ξ|k 0, k ≥1. [1] |
| 50 Сходимость по распределению Сходимость по распределению | Определение. Последовательность случайных величин ξn определенных на одном вероятностном пространстве сходится по распределению к случайной величине ξ (ξn →ξ), если: Fξn(x) Fξ(x) ∀x, в которых Fξ непрерывна.[1] |
| 51 Слабая сходимость Слабая сходимость | Определение. Последовательность случайных величин ξn определенных на одном вероятностном пространстве слабо сходится к случайной величине ξ (ξn ξ), если: Ef(ξn) →Ef(ξ) ∀ непрерывной ограниченной f(x).[1] |
| 52 Неравенство Маркова Неравенство Маркова | Теорема. Если E|ξ| < ∞, то для любого x > 0: P(|ξ| ≥x) ≤E|ξ|/x. [1] |
| 53 Неравенство Чебышёва Неравенство Чебышёва | Теорема. Если Dξ существует, то для любого ε > 0: P(|ξ −Eξ| ≥ε) ≤Dξ/ε2. [1] |
| 54 Закон больших чисел в форме Чебышёва Закон больших чисел в форме Чебышёва | Теорема. Для любой последовательности ξ1, ξ2, … определенных на одном вероятностном пространстве, попарно независимых и одинаково распределённых случайных величин с конечным вторым моментом Eξ2 1 < ∞ имеет место сходимость: (ξ1 + … + ξn)/n →Eξ1.[1] |
| 55 Закон больших чисел в форме Хинчина Закон больших чисел в форме Хинчина | Теорема. Пусть ξ1, ξ2, … — последовательность независимых одинаково распределённых случайных величин с конечным первым моментом E|ξ1| < ∞. Тогда: Sn/n = (ξ1 + … + ξn)/n →Eξ1. [1] |
| 56 Усиленный закон больших чисел в форме Колмогорова Усиленный закон больших чисел в форме Колмогорова | Теорема. Пусть ξ1, ξ2, … , ξn, … — независимые одинаково распределённые случайные величины, для которых существуют Eξn и Dξn, и выполнено условие ∞ ∑ n=1 Dξn/n2 < ∞. Тогда 1/n ∑ k=1..n (ξk −Eξk) 0. или P( lim n→∞ 1/n ∑ k=1..n ξk = lim n→∞ 1/n ∑ k=1..n Eξk |
| 57 Характеристическая функция случайной величины Характеристическая функция случайной величины | Определение. Характеристическая функция случайной величины ξ — функция φξ : R →C: φξ(t) = Eeitξ.[1] |
| 58 Свойства характеристических функций Свойства характеристических функций | 1. Характеристическая функция существует для любой случайной величины ξ 2. φξ(0) = 1; 3. |φξ(t)| ≤1 ∀t ∈R; 4. φξ(−t) = φξ(t) (комплексное сопряжение); 5. φξ(t) равномерно непрерывна на R; 6. φaξ+b(t) = eitbφξ(at); 7. Если ξ и η независимы, то φξ+η(t) = φξ |
| 59 Центральная предельная теорема Центральная предельная теорема | Теорема. Пусть ξ1, ξ2, … — последовательность независимых одинаково распределённых невырожденных случайных величин с Eξ2 1 < ∞ и Sn = ξ1 + … + ξn. Тогда: P ( Sn −ESn / √DSn ≤x) → Φ(x) = 1/√2π ∫ x −∞ e−u2/2, du ∀x ∈R, где Φ(x) — функция распределения станд |