เมื่อเป็นตัวแปรต่อเนื่อง


14

ฉันรู้ว่าตัวแปรอย่างต่อเนื่อง 0P[X=x]=0

แต่ฉันไม่สามารถจินตนาการได้ว่าถ้ามีจำนวนเป็นไปได้ไม่ จำกัด และทำไมความน่าจะเป็นของพวกเขาถึงน้อยมาก?xP[X=x]=0x



2
มีสองคะแนนเพื่อปิดคำถามนี้ซ้ำกัน ฉันไม่เห็นด้วย นี่เป็นหัวข้อพื้นฐานที่น่าสนใจซึ่งหนึ่งในนั้นอาจปรากฏตัวอีกครั้งในอนาคตดังนั้นจะดีถ้ามีคำตอบที่ตรงและมีคุณภาพสูงดังนั้นเราสามารถอ้างอิงได้ในอนาคต ลิงค์ที่ให้บริการโดย @ Xi'an อาจมีการทำซ้ำเหมือนกัน แต่ก็ค่อนข้างเฉพาะเจาะจงและหายากผ่านการค้นหา ลิงก์ยังไม่ได้ให้คำตอบที่ครบถ้วนสมบูรณ์ในขณะที่ภัยคุกคามนี้ดูเหมือนว่าจะมาบรรจบกัน ฉันคิดว่ามันควรเปิดทิ้งไว้เป็นข้อมูลอ้างอิงในอนาคต
— ทิม

มันอาจช่วยพิจารณาการผกผันของสถานการณ์นี้ ให้เป็นตัวแปรสุ่มใด ๆและให้เป็นจำนวนจริงบวกใด ๆ มีเพียงจำนวน จำกัด ของที่เป็นอย่างอื่น - โดยการเพิ่มความน่าจะเป็นเหล่านี้ทั้งหมดไปยังเหตุการณ์ที่แยกจากกัน\ epsilon + \ epsilon + \ cdotsซึ่งท้ายที่สุดก็เกิน1 (นี่คือคุณสมบัติ Archimedeanของจำนวนจริง) การใช้เหตุผลนี้มีสัจพจน์เพียงสามประการเท่านั้นคือความน่าจะเป็นของการเพิ่มเหตุการณ์ที่แยกจากกันความน่าจะเป็นทั้งหมดคือ1และความจริงของ ArchimedeanXϵωPr(X=ω)≥ϵϵ+ϵ+⋯11
— whuber

1
@ Tim ขอบคุณ แต่ผมโพสต์ความคิดนี้เป็นความคิดเห็นมากกว่าคำตอบเพราะมันไม่สมบูรณ์: ผมไม่ได้คิดออกวิธีการประถมศึกษาเพื่ออธิบายสิ่งที่เกิดขึ้นในขีด จำกัด เป็นϵ→00 ดูเหมือนว่าจะต้องมีความรู้เกี่ยวกับความสำคัญของเซตอนันต์
— whuber

3
@ ซีอานฉันเห็นด้วย แต่สิ่งที่คุณเสนอนั้นไม่ซ้ำซ้อนกันพอสมควร นี่เป็นสิ่งที่ยากที่จะค้นหา คุณอาจทราบถึงหัวข้ออื่น ๆ ที่ทำซ้ำคำถามนี้หรือไม่
— whuber

คำตอบ:


14

ความน่าจะเป็นแบบจำลองสำหรับความถี่สัมพัทธ์ของการสังเกต หากเหตุการณ์สังเกตว่าเกิดขึ้นครั้งในการทดลองครั้งดังนั้นความถี่สัมพัทธ์ของมันคือ และโดยทั่วไปเชื่อว่าค่าตัวเลขของ อัตราส่วนข้างต้นเป็นค่าประมาณใกล้เคียงกับเมื่อคือ "ใหญ่"ซึ่งความหมายโดย "ใหญ่" คือสิ่งที่ดีที่สุดสำหรับจินตนาการ (และความงมงาย) ของผู้อ่านN A N ความถี่สัมพัทธ์ของ  ( A ) = N AANAN P(A)N

relative frequency of (A)=NAN
P(A) N

ตอนนี้ก็มีการสังเกตว่าถ้ารูปแบบของเราเป็นที่ของตัวแปรสุ่มต่อเนื่องแล้วตัวอย่างของมี ตัวเลขที่แตกต่างกัน ดังนั้นความถี่สัมพัทธ์ของตัวเลขที่เฉพาะเจาะจง (หรือมากกว่า pedantically, เหตุการณ์ ) เป็นหากหนึ่งในมีค่าหรือหากทั้งหมดแตกต่างกัน จากxหากผู้อ่านสงสัยมากขึ้นเก็บเพิ่มอีก ตัวอย่างความถี่ญาติของเหตุการณ์ เป็นอย่างใดอย่างหนึ่งX { x 1 , x 2 , … , x N } N x { X = x } 1XX {x1,x2,…,xN}Nx{X=x} xฉันx01Nxix xixN{X=x}10NxixN{X=x} 012N หรือเพลิดเพลินกับค่าต่อไป ดังนั้นหนึ่งถูกล่อลวงให้คาดเดาว่าควรกำหนดค่าเนื่องจากเป็นค่าประมาณที่ดีสำหรับความถี่สัมพัทธ์ที่สังเกตได้ P{X=x}00NP{X=x}0

หมายเหตุ: คำอธิบายข้างต้นคือ (โดยปกติ) เป็นที่พอใจของวิศวกรและคนอื่น ๆ ที่สนใจในการประยุกต์ใช้ความน่าจะเป็นและสถิติ (เช่นคนที่เชื่อว่าสัจพจน์ของความน่าจะเป็นถูกเลือกเพื่อให้ทฤษฎี เป็นแบบจำลองที่ดีของความเป็นจริง) เพื่อคนอื่น ๆ นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ที่จะเข้าถึงคำถามของคุณจากมุมมองทางคณิตศาสตร์หรือสถิติอย่างแท้จริงและพิสูจน์ว่าต้องมีค่าเมื่อใดก็ตามที่เป็นตัวแปรสุ่มต่อเนื่องผ่านการหักเชิงตรรกะจากสัจพจน์ของความน่าจะเป็น ความถี่สัมพัทธ์หรือการสังเกตทางกายภาพเป็นต้น0 XP{X=x} 0X


1
+1 "หมายเหตุ: คำอธิบายข้างต้นคือ ... เป็นที่พอใจของผู้ที่เชื่อว่าสัจพจน์ของความน่าจะเป็นได้รับการคัดเลือกเพื่อที่จะทำให้ทฤษฎีเป็นแบบจำลองที่ดีของความเป็นจริง) แต่ไม่เป็นที่น่าพอใจโดยสิ้นเชิง ... " ใน ถ้อยคำที่ชื่นชอบของอินเทอร์เน็ต lol
— gung - Reinstate Monica

2
ฉันไม่เข้าใจสิ่งที่คุณหมายถึงโดยจะได้รับการตั้งข้อสังเกตว่าถ้าเป็นอย่างต่อเนื่องแล้ว X... เราจะสังเกตได้อย่างไร
— Stéphane Laurent

3
@ StéphaneLaurentประโยคนั้นซับซ้อนเล็กน้อยดังนั้นมันจึงอ่านใหม่ คำพูดที่เกี่ยวกับผู้ปกครองถูกถอดออกมามันบอกว่า "มันได้รับการสังเกตว่า ... ตัวอย่าง ... เป็นจำนวนที่แตกต่างกัน " ในคำอื่น ๆเมื่อหนึ่งสันนิษฐานว่ามีการกระจายอย่างต่อเนื่องแล้ว (เกือบแน่นอน) จะมีซ้ำกันในตัวอย่าง IID ใด ๆ แน่นอนไม่Xที่สามารถพิสูจน์ได้ทางคณิตศาสตร์: มันไม่ใช่แค่การสังเกต X XNXX
— whuber

2
@ StéphaneLaurentฉันคิดว่าคำพูดของ Dilip นั้นถูกสร้างขึ้นมาในวิญญาณที่แตกต่างไปจากนั้น คำตอบนี้ไม่ได้เป็นความพยายามที่จะให้การสาธิตทางคณิตศาสตร์อย่างเข้มงวด แต่เพื่อให้สัญชาตญาณและแรงจูงใจสำหรับความจริงที่ว่าปริศนา OP ฉันรู้สึกทึ่งกับวิธีการนี้เพราะมันมีศักยภาพที่จะเชื่อมช่องว่างระหว่างทฤษฎีความน่าจะเป็นแบบแยกโดยสิ้นเชิงที่สอนแบบดั้งเดิมกับผู้เริ่มต้นและทฤษฎีความน่าจะเป็นทั่วไปยิ่งขึ้นโดยอิงตามทฤษฎีการวัด
— whuber

2
@ คนที่ฉันเข้าใจวิญญาณ แต่ในแวบแรกฉันไม่เชื่อว่าคุณสมบัติแบบไม่มีความสัมพันธ์นั้นง่ายกว่าคุณสมบัติความน่าจะเป็นศูนย์ สำหรับนี้เป็นจริงในสิ่งเดียวกัน " " 0 x 2  ไม่เคย  x 1N=2x2 is never x1⟺ Pr(X2=x1)=0
— Stéphane Laurent

13

ให้เป็นพื้นที่ความน่าจะเป็นพื้นฐาน เราบอกว่าฟังก์ชั่นที่วัดค่าได้เป็นตัวแปรสุ่มอย่างต่อเนื่องถ้าวัดความน่าจะเป็นเหนือกำหนดโดยรู้จักกันในชื่อการกระจายของถูกครอบงำโดย Lebesgue วัดในแง่ที่ว่าทุก Borel เซตถ้าดังนั้น 0 ในกรณีนี้ทฤษฎีบท Radon-Nikodym บอกเราว่ามีวัดได้(Ω,F,P)X:Ω→RμX(R,B)μX(B)=P{X∈B}XλBλ(B)=0μX(B)=0fX:R→Rที่กำหนดไว้ถึงเกือบทุกที่เท่าเทียมกันเช่นว่า(x) Letเป็นเซตนับของ{R} เนื่องจากเป็นสารเติมแต่งมากมาย}) แต่ สำหรับทุก1 เนื่องจากทรัพย์สินอาร์คิมีดีนของจำนวนจริงตั้งแต่ความไม่เท่าเทียมกันเก็บไว้สำหรับทุก ๆถ้าหากμX(B)=∫Bf(x)dλ(x)B={x1,x2,…}Rλλ(B)=λ(∪i≥1{xi})=∑i≥1λ({xi})

λ({xi})=λ(∩k≥1[xi,xi+1/k))≤λ([xi,xi+1/n))=1n,(∗)
n≥1λ({xi})≥0(∗)n≥1λ({xi})=0 , ผูกพันที่ 0 จากการสันนิษฐานต่อเนื่องแน่นอนของมันตามที่ 0λ(B)=0XμX(B)=P{X∈B}=0

ตัวแปรสุ่มแบบต่อเนื่องไม่จำเป็นต้องต่อเนื่องอย่างแน่นอน (อาจไม่มีความหนาแน่น)
— Zhanxiong

1
เรื่องเหลวไหล "ตัวแปรสุ่มต่อเนื่อง" เป็นชื่อที่ไม่เป็นทางการสำหรับ "ตัวแปรสุ่มซึ่งต่อเนื่องอย่างยิ่งเมื่อเทียบกับการวัด Lebesgue" ดังนั้น Radon-Nikodym รับประกันว่ามีความหนาแน่นอยู่ ตัวแปรสุ่มที่มีการแจกแจงเอกพจน์ (เช่นคันทอร์) เป็นสิ่งที่แตกต่าง คุณกำลังทำให้เข้าใจผิดนักเรียนที่มีศักยภาพด้วยความคิดเห็นปลอมของคุณ
— Zen

เมื่อคุณวิจารณ์ใครบางคนโปรดแสดงการอ้างอิงที่คุณอ้างถึง ซึ่งน่าจะเป็นข้อความในหนังสือบอกว่า"ตัวแปรสุ่มต่อเนื่อง" เป็นชื่อทางการสำหรับ "ตัวแปรสุ่มซึ่งเป็นอย่างต่อเนื่องอย่างที่เกี่ยวกับการวัด Lebesgue" ? นอกจากนี้ปัญหานี้สามารถแก้ไขได้โดยไม่ต้องมีความหนาแน่นดูหลักฐานของฉันด้านล่าง X
— Zhanxiong

Wikipedia ไม่เห็นด้วยกับคุณ @Solitary: " การแจกแจงความน่าจะเป็นแบบต่อเนื่องคือการแจกแจงความน่าจะเป็นที่มีฟังก์ชั่นความหนาแน่นของความน่าจะเป็นนักคณิตศาสตร์ยังเรียกการแจกแจงแบบต่อเนื่องอย่างแน่นอน [... ]"
— อะมีบา

4

Xเป็นตัวแปรสุ่มต่อเนื่องหมายถึงฟังก์ชั่นการกระจายอย่างต่อเนื่อง นี้เป็นเงื่อนไขเดียวที่เรามี แต่จากที่เราได้มาที่0FP(X=x)=0

ในความเป็นจริงโดยความต่อเนื่องของเรามีสำหรับทุก ๆดังนั้น: F ( x ) = F ( x - )FF(x)=F(x−) P ( X = x ) = P ( X ≤ x ) - P ( X < x ) = F ( x ) - F ( x - ) = 0x∈R1

P(X=x)=P(X≤x)−P(X<x)=F(x)−F(x−)=0.

หากการแจกแจงของ rvคือคันทอร์ฟังก์ชันการแจกแจงนั้นจะต่อเนื่อง แต่เป็นตัวแปรสุ่มแบบเอกพจน์ ไม่ใช่ตัวแปรสุ่มต่อเนื่อง XXX
— Zen

เพื่อนของฉันนี่อาจเป็นตัวอย่างกับคำตอบของคุณไม่ใช่ของฉัน เนื่องจากการดำรงอยู่ของrv เอกพจน์ต่อเนื่องดังกล่าวจึงจำเป็นต้องแยกrv สัมบูรณ์อย่างต่อเนื่องและrv ต่อเนื่องแบบเอกพจน์ถึงแม้ว่าฟังก์ชันการแจกแจงนั้นจะต่อเนื่องทั้งหมด การทำให้เท่าเทียมกันrv อย่างต่อเนื่องและrv ต่อเนื่องสัมบูรณ์ไม่ชัดเจน
— Zhanxiong

มันไม่ได้ แต่คุณจะไม่ได้ยินเพื่อนของฉัน
— Zen

โดยวิธีการที่คุณจริง "พิสูจน์" ว่าถ้าสำหรับทุกแล้วสำหรับทุกxx P ( X = x ) = 0 xP(X=x)=0xP(X=x)=0x
— Zen
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.