'ช่วงเวลา' เกี่ยวกับ 'ช่วงเวลา' ของการแจกแจงความน่าจะเป็นอย่างไร


65

ฉันรู้ว่าช่วงเวลาใดและวิธีการคำนวณและวิธีการใช้ฟังก์ชั่นสร้างช่วงเวลาเพื่อให้ได้ช่วงเวลาที่ดีขึ้น ใช่ฉันรู้คณิตศาสตร์

ตอนนี้ฉันต้องได้รับความรู้สถิติของฉันหล่อลื่นสำหรับการทำงานฉันคิดว่าฉันก็อาจจะถามคำถามนี้ - มันเป็นเรื่องที่จู้จี้ฉันประมาณสองสามปีที่ผ่านมาและในวิทยาลัยกลับไม่มีอาจารย์รู้คำตอบหรือจะเลิกคำถาม .

ดังนั้นคำว่า "ช่วงเวลา" หมายถึงอะไรในกรณีนี้ ทำไมต้องเลือกคำนี้ มันฟังดูไม่ง่ายสำหรับฉัน (หรือฉันไม่เคยได้ยินมาก่อนเลยในมหาวิทยาลัย :) ลองคิดดูสิฉันก็อยากรู้อยากเห็นด้วยการใช้งานใน "โมเมนต์ความเฉื่อย";) แต่ตอนนี้เราไม่ได้สนใจเรื่องนี้

ดังนั้น "ชั่วขณะ" ของการกระจายหมายถึงอะไรและมันพยายามทำอะไรและทำไมคำนั้น! :) ทำไมไม่มีใครสนใจช่วงเวลา ในขณะนี้ฉันรู้สึกอย่างอื่นเกี่ยวกับช่วงเวลานั้น)

PS: ใช่ฉันอาจถามคำถามที่คล้ายกันเกี่ยวกับความแปรปรวน แต่ฉันให้คุณค่าความเข้าใจที่เข้าใจง่ายกว่า 'ดูในหนังสือเพื่อค้นหา' :)


5
สำหรับการเลือกคำว่าเริ่มต้นด้วยนิรุกติศาสตร์
whuber

2
@whuber: ใช่! ลองดูก่อนโพสต์คำถามนี้ - เมื่อหลายปีก่อน;)
ปริญญาเอก

ฉันจะรวมนิรุกติศาสตร์ที่มีให้โดย @whuber กับสิ่งนี้ ( thefreedictionary.com/moment ) ดูที่นิยามคณิตศาสตร์ / สถิติที่อ้างจาก Collins English Dictionary รวมกับข้อกำหนดการใช้งานทั่วไปเช่น "ช่วงเวลาสั้น ๆ " หรือ "อินสแตนซ์เฉพาะ" ฉันค่อนข้างแน่ใจว่าช่วงเวลาในความรู้สึกทางคณิตศาสตร์ / สถิติของเรานั้นใช้แทนกันได้กับคะแนน จุดเหล่านี้มีความสำคัญเป็นพิเศษในบางแอปพลิเคชั่น (MGF หรือ MOI) ก่อนที่เรขาคณิตเดส์และการพีชคณิตของเดส์การตส์จะไม่มีการเชื่อมโยงอย่างเป็นระบบดังนั้นพวกเขาอาจมีคำศัพท์ที่แตกต่างหลากหลาย
Chris Simokat

4
มาจากสก็อตแลนด์: " ใครจะฉลาดฉลาดประหลาดใจพอสมควรและโกรธโมโหซื่อสัตย์และเป็นกลางในช่วงเวลาหนึ่ง " Macbeth: Act ii Sc 3
wolfies

คำตอบ:


62

ตามกระดาษ"First (?) การเกิดขึ้นของข้อกำหนดทั่วไปในคณิตศาสตร์สถิติ"โดย HA David, การใช้งานครั้งแรกของคำว่า 'ช่วงเวลา' ในสถานการณ์นี้คือใน 1,883 จดหมายถึงธรรมชาติโดย Karl Pearson ชื่อ"เส้นโค้งความถี่อสมมาตร" .

กระดาษของBiometrikaของ Neyman ในปี 1938 "บันทึกทางประวัติศาสตร์เกี่ยวกับการหักลดช่วงเวลาของ Binomial ของ Karl Pearson"ให้บทสรุปที่ดีของจดหมายและงานที่ตามมาของ Pearson ในช่วงเวลาของการแจกแจงทวินามและวิธีการช่วงเวลา มันเป็นการอ่านที่ดีจริงๆ หวังว่าคุณจะสามารถเข้าใช้ JSTOR ได้เพราะตอนนี้ฉันไม่มีเวลาให้สรุปที่ดีของกระดาษ (แม้ว่าฉันจะทำสุดสัปดาห์นี้) แม้ว่าฉันจะพูดถึงชิ้นหนึ่งที่อาจให้ข้อมูลเชิงลึกว่าทำไมจึงใช้คำว่า 'โมเมนต์' จากกระดาษของ Neyman:


α

นี่คือสิ่งที่ในที่สุดนำไปสู่ ​​'วิธีการช่วงเวลา' Neyman ผ่านช่วงเวลาทวินามของ Pearson ในบทความข้างต้น

และจากจดหมายของ Pearson:

sthd=c(1+nq)

คำแนะนำนี้เกี่ยวกับความจริงที่ว่าเพียร์สันใช้คำว่า 'โมเมนต์' เป็นคำพาดพิงถึง'โมเมนต์ความเฉื่อย' ซึ่งเป็นคำทั่วไปในวิชาฟิสิกส์

นี่คือการสแกนจดหมายธรรมชาติของ Pearson ส่วนใหญ่:

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

คุณสามารถดูบทความทั้งหมดในหน้า 615 ที่นี่


1
ฉันสามารถให้ +100 กับคำตอบนี้ได้หรือไม่? ;)
ปริญญาเอก

5
@Nupul คุณสามารถให้ +100 เป็นค่าหัวได้ เงินรางวัลสามารถมอบให้เมื่อคำถามมีอายุสองวัน
mpiktas

4
@Nupul สังเกตการอ้างอิงหลายแบบของ Pearson ถึง "แรงโน้มถ่วง" เห็นได้ชัดว่าเขากำลังให้เหตุผลกับการเปรียบเทียบทางกายภาพ สิ่งนี้ทำให้คำถามกลับไปว่าทำไมฟิสิกส์ใช้คำว่า "ช่วงเวลา" สำหรับสิ่งต่าง ๆ ฉันเชื่อว่ามันเป็นเพียงลักษณะโดยทั่วไปของความคิดของโมเมนต์ความเฉื่อย (ช่วงเวลาที่สอง) ซึ่งคุณพบว่ามีการอ้างอิงในลิงก์นิรุกติศาสตร์ "ช่วงเวลา" นั่นคือเหตุผลที่นิรุกติศาสตร์เกี่ยวข้อง
whuber

4
ฟิสิกส์รับรู้ช่วงเวลาที่สูงกว่าวินาที Nupul และสูตรเหมือนกันกับสถิติ สิ่งหนึ่งแปลความหนาแน่นของวัตถุเป็น "ความหนาแน่นของความน่าจะเป็น" ในความเป็นจริงฟิสิกส์ได้สรุปแนวความคิดในช่วงเวลาหนึ่งว่าเป็นค่าสัมประสิทธิ์ของการขยายอนุกรมกำลังในระบบพิกัดที่เหมาะสม
whuber

3
@Nupul ฉันไม่รู้ว่าฉันสามารถเพิ่มอะไรได้มากกว่าที่ระบุไว้หรือไม่ ฉันคิดว่าอะไรที่เกินกว่าสิ่งที่ฉันได้เชื่อมโยงในการตอบสนองของฉันและแสดงความคิดเห็นของ whuber อาจจะสามารถได้รับการแก้ไขอย่างละเอียดเพิ่มเติมในฟิสิกส์ SE และหากยังไม่ลึกพอมีSE ภาษาอังกฤษที่มีแท็กที่ใช้บ่อยที่สุดอันดับที่ 5 คือ 'นิรุกติศาสตร์' แต่คำถามที่ยอดเยี่ยม! สนุกกับการค้นคว้าและพบ 3 บทความที่ยอดเยี่ยมที่ฉันไม่เคยรู้มาก่อน

7

ทุกคนมีช่วงเวลาในช่วงเวลา ฉันมีชื่อของฉันในCumulant และโมเมนต์ที่เกินความแปรปรวนความเบ้และความโด่งดังและใช้เวลาอ่านหัวข้อที่น่ากลัวนี้

แปลกฉันไม่พบ "การกล่าวถึงช่วงเวลา" ใน "กระดาษของ HA David ดังนั้นฉันจึงไปที่ Karl Pearson: ชีวิตทางวิทยาศาสตร์ในยุคสถิติหนังสือของ TM Porter และKarl Pearson และต้นกำเนิดของสถิติสมัยใหม่: Elastician กลายเป็นสถิติ . เขาเช่นแก้ไขประวัติความเป็นมาของทฤษฎีความยืดหยุ่นและความแข็งแรงของวัสดุจาก Galilei กับเวลาปัจจุบัน

ภูมิหลังของเขากว้างมากและเขาเป็นศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมและนักยืดหยุ่นผู้มีส่วนร่วมในการกำหนดช่วงเวลาการดัดของช่วงสะพานและคำนวณความเค้นบนเขื่อนก่ออิฐ ในความยืดหยุ่นเราเพียง แต่สังเกตว่าเกิดอะไรขึ้น (แตก) ในลักษณะ จำกัด ดูเหมือนว่าเขาสนใจ (จากหนังสือของ Porter):

การคำนวณเชิงกราฟหรือในรูปแบบที่สง่างามและคณิตศาสตร์ที่สุดสถิตยศาสตร์กราฟิก

ในภายหลัง:

จากจุดเริ่มต้นของอาชีพทางสถิติของเขาและแม้กระทั่งก่อนหน้านั้นเขาเข้าโค้งโดยใช้ "วิธีช่วงเวลา" ในกลศาสตร์นี่หมายถึงการจับคู่วัตถุที่ซับซ้อนกับวัตถุที่เรียบง่ายหรือเป็นนามธรรมที่มีศูนย์กลางมวลเท่ากันและ "รัศมีวงสวิง" ตามลำดับช่วงเวลาแรกและวินาที ปริมาณเหล่านี้สอดคล้องในสถิติกับค่าเฉลี่ยและการแพร่กระจายหรือการกระจายของการวัดรอบค่าเฉลี่ย

และเนื่องจาก:

เพียร์สันจัดการในช่วงการวัดแบบไม่ต่อเนื่องนี่เป็นผลรวมมากกว่าหนึ่งส่วน

ช่วงเวลาที่เฉื่อยสามารถทนต่อการสรุปของวัตถุที่เคลื่อนไหว: การคำนวณสามารถดำเนินการได้ราวกับว่าร่างกายถูกลดลงเป็นจุดเดียว

เพียร์สันตั้งค่าความเท่าเทียมกันทั้งห้านี้เป็นระบบสมการซึ่งรวมกันเป็นหนึ่งในเก้าองศา วิธีแก้ปัญหาเชิงตัวเลขเป็นไปได้โดยการประมาณต่อเนื่องเท่านั้น อาจมีวิธีแก้ปัญหาจริงมากถึงเก้าโซลูชัน แต่ในกรณีปัจจุบันมีเพียงสองวิธีเท่านั้น เขาวาดกราฟผลลัพธ์ทั้งสองข้างพร้อมกับต้นฉบับและพอใจกับลักษณะที่ปรากฏของผลลัพธ์ อย่างไรก็ตามเขาไม่ได้พึ่งพาการตรวจสอบด้วยภาพเพื่อตัดสินใจระหว่างพวกเขา แต่คำนวณช่วงเวลาที่หกเพื่อตัดสินการจับคู่ที่ดีที่สุด

ให้เรากลับไปที่ฟิสิกส์ ครู่หนึ่งคือปริมาณทางกายภาพที่คำนึงถึงการจัดเรียงในท้องถิ่นของคุณสมบัติทางกายภาพโดยทั่วไปเกี่ยวกับจุดหรือแกนลำดับที่แน่นอน (คลาสสิกในอวกาศหรือเวลา) มันสรุปปริมาณทางกายภาพตามที่วัดที่ระยะทางจากการอ้างอิง หากปริมาณไม่ได้รวมอยู่ที่จุดเดียวช่วงเวลานั้นจะ "เฉลี่ย" ทั่วทั้งพื้นที่โดยใช้อินทิกรัลหรือผลรวม

เห็นได้ชัดว่าแนวคิดของช่วงเวลาสามารถย้อนกลับไปที่การค้นพบหลักการทำงานของคันโยก "ค้นพบ" โดยอาร์คิมีดีส หนึ่งในเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นเป็นครั้งแรกที่รู้จักกันคือคำภาษาละติน "momentorum" กับความรู้สึกที่ได้รับการยอมรับในปัจจุบัน ในปี 1565 Federico Commandino ได้แปลผลงานของอาร์คิมิดีส (Liber de Centro Gravitatis Solidorum) เมื่อ:

จุดศูนย์กลางของแรงโน้มถ่วงของร่างแข็งแต่ละจุดนั้นอยู่ภายในจุดนั้นซึ่งอยู่ในทุกด้านของช่วงเวลาที่เท่ากัน

หรือ

Centrum gravitatis uniuscuiusque solidae figurae est punctum illud intra positum, ประมาณครึ่งหนึ่งและไม่ได้แยกส่วน aequalium momentorum

เห็นได้ชัดว่าการเปรียบเทียบกับฟิสิกส์ค่อนข้างแข็งแกร่ง: จากรูปร่างที่ไม่ต่อเนื่องทางกายภาพที่ซับซ้อนค้นหาปริมาณที่ประมาณว่ามันเพียงพอรูปแบบของการบีบอัดหรือ parsimony


6

การทำตัวเรียบง่ายมากเกินไปช่วงเวลาทางสถิติเป็นตัวอธิบายเพิ่มเติมของเส้นโค้ง / การกระจาย เราคุ้นเคยกับสองช่วงแรกและโดยทั่วไปมีประโยชน์สำหรับการแจกแจงแบบปกติอย่างต่อเนื่องหรือเส้นโค้งที่คล้ายกัน อย่างไรก็ตามสองช่วงแรกเหล่านี้สูญเสียคุณค่าข้อมูลของพวกเขาสำหรับการแจกแจงอื่น ๆ ดังนั้นช่วงเวลาอื่นให้ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับรูปร่าง / รูปแบบของการแจกแจง


1
ฉันไม่คิดว่าความหมายของสองช่วงเวลาแรกจะสูญเสียความหมายสำหรับการแจกแจงแบบไม่ปกติทั้งหมดเช่นค่าเฉลี่ยเวลาพักอาศัยโดยทั่วไปคือช่วงเวลาแรกหรือค่าอินทิเกรตหนึ่งครั้งในอนุกรมเวลา
Carl

5

คำถาม: คำว่า "ช่วงเวลา" หมายถึงอะไรในกรณีนี้ ทำไมต้องเลือกคำนี้ มันฟังดูไม่ง่ายสำหรับฉัน (หรือฉันไม่เคยได้ยินมาก่อนเลยในมหาวิทยาลัย :) ลองคิดดูสิฉันก็อยากรู้อยากเห็นด้วยการใช้งานใน "โมเมนต์ความเฉื่อย";) แต่ตอนนี้เราไม่ได้สนใจเรื่องนี้

คำตอบ: ที่จริงแล้วในความหมายทางประวัติศาสตร์ช่วงเวลาแห่งความเฉื่อยอาจเป็นที่ซึ่งความรู้สึกของคำว่าช่วงเวลานั้นมาจาก แน่นอนหนึ่งสามารถ (ด้านล่าง) แสดงให้เห็นว่าช่วงเวลาของความเฉื่อยเกี่ยวข้องกับความแปรปรวน สิ่งนี้ยังให้การตีความทางกายภาพของช่วงเวลาที่สูงขึ้น

ในฟิสิกส์ครู่หนึ่งเป็นการแสดงออกที่เกี่ยวข้องกับผลคูณของระยะทางและปริมาณทางกายภาพและด้วยวิธีนี้จะอธิบายถึงวิธีการตั้งหรือจัดเรียงปริมาณทางกายภาพ ช่วงเวลามักจะถูกกำหนดด้วยความเคารพไปยังจุดอ้างอิงคงที่; พวกเขาจัดการกับปริมาณทางกายภาพที่วัดได้ในระยะทางจากจุดอ้างอิงนั้น ตัวอย่างเช่นช่วงเวลาของแรงที่กระทำกับวัตถุมักเรียกว่าแรงบิดคือผลผลิตของแรงและระยะห่างจากจุดอ้างอิงดังในตัวอย่างด้านล่าง

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

dωdt=α,dθdt=ωθ

β(x;α,β)={xα1(1x)β1B(α,β)0<x<10True,
B(α,β)=Γ(α)Γ(β)Γ(α+β)Γ(.)Γ(z)=0xz1exdx

zxx,y

μ=01rβ(r;α,β)dr=αα+β,
β(r;2,2)μ=12ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

0r12r4

rz

σ2=01(rμ)2β(r;α,β)dr=αβ(α+β)2(α+β+1),
β(r;2,2)I=σ2=120I

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

nth

01(rμ)nβ(r;α,β)dr.
nth

ถ้าเราต้องการคำนวณย้อนกลับนั่นก็คือนำวัตถุของแข็งสามมิติและเปลี่ยนเป็นฟังก์ชันความน่าจะเป็น สิ่งต่าง ๆ ก็จะยากขึ้นเล็กน้อย ยกตัวอย่างเช่นให้เราใช้เวลาพรู ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

rz

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

Iσ2I=τaτa


การเชื่อมต่อระหว่างโมเมนต์และอนุพันธ์นั้นไม่ชัดเจน (มันมีอยู่จริง แต่โดยปกติแล้วความสัมพันธ์จะถูกเปิดเผยผ่านการแปลงฟูริเยร์) คุณสามารถแสดงให้เห็นได้อย่างชัดเจนว่าทำไมและทำไมช่วงเวลานั้นสามารถตีความได้ว่าเป็นอนุพันธ์? มันทำงานอย่างไร
whuber

@whuber ต่อมาในขณะที่ดูช่วงเวลาที่ลิงค์ด้านบนจะแสดง ||
Carl

ขอขอบคุณ. ฉันเห็นหน้านั้นและได้รับแสงของสิ่งที่คุณอ้างถึง แต่การเชื่อมต่อกับช่วงเวลาของการกระจายไม่ชัดเจน ฉันสนใจและหวังว่าจะได้ให้รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับแนวคิดนี้ของคุณ
whuber

@whuber ตรวจสอบมันและดูว่าคุณเห็นด้วยไหม
คาร์ล

2
xx=eiqq
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.