ความน่าจะเป็นที่ว่างและสัจพจน์ของ Kolmogorov
ความน่าจะเป็นพื้นที่คือนิยามที่ trippleโดยที่เป็นชุดของผลลัพธ์คือ -algebra บน ส่วนย่อยของและคือความน่าจะเป็น - วัดที่ตอบสนองความจริงของ Kolmogorov นั่นคือเป็นหน้าที่จากถึงเช่นนั้นและสำหรับ disjointในมันถือ ( Ω , F , P ) Ω F σ Ω P P F [ 0 , 1 ] P ( Ω ) = 1 E 1 , E 2 , ... F P ( ∪ ∞ J = 1 E J ) = Σ ∞ J = 1 P ( E j )P(Ω,F,P)ΩFσΩPPF[0,1]P(Ω)=1E1,E2,…FP(∪∞j=1Ej)=∑∞j=1P(Ej).
ภายในพื้นที่ความน่าจะเป็นหนึ่งสามารถทำได้สองเหตุการณ์ในกำหนดความน่าจะเป็นแบบมีเงื่อนไขเป็นF P ( E 1 | E 2 ) d e f = P ( E 1 ∩ E 2 )E1,E2FP(E1|E2)=defP(E1∩E2)P(E2)
โปรดทราบว่า:
- '' ความน่าจะเป็นแบบมีเงื่อนไข '' นี้จะถูกกำหนดเฉพาะเมื่อถูกกำหนดไว้ที่ดังนั้นเราจึงต้องการพื้นที่ความน่าจะเป็นเพื่อให้สามารถกำหนดความน่าจะเป็นแบบมีเงื่อนไขได้FPF
- พื้นที่น่าจะถูกกำหนดไว้ในข้อตกลงทั่วไปมาก ( ชุด ,พีชคณิตและวัดความน่าจะเป็น ) ที่ต้องการเพียงอย่างเดียวคือคุณสมบัติบางอย่างจะสำเร็จ แต่นอกเหนือจากที่ องค์ประกอบทั้งสามนี้สามารถ '' อะไรก็ได้ ''σ F PΩ σFP
รายละเอียดเพิ่มเติมสามารถพบได้ในลิงค์นี้
กฎของ Bayes เก็บไว้ในพื้นที่ความน่าจะเป็นใด ๆ (ใช้ได้)
จากนิยามของความน่าจะมีเงื่อนไขก็ยังถือได้ว่า(E_1)} และจากสมการหลังทั้งสองเราพบกฎของเบย์ ดังนั้นกฎของเบย์ (ตามคำนิยามของเงื่อนไขน่าจะเป็น) ในพื้นที่ความน่าจะเป็นใด ๆ (เพื่อแสดงมันมาและจากแต่ละสมการ พวกเขา (พวกเขามีค่าเท่ากันเพราะทางแยกเป็นสับเปลี่ยน)) P(E1∩E2)P(E2∩E1)P(E2|E1)=P(E2∩E1)P(E1)P(E1∩E2)P(E2∩E1)
เมื่อกฎของ Bayes เป็นพื้นฐานสำหรับการอนุมานแบบเบย์เราสามารถทำการวิเคราะห์แบบ Bayesian ได้ในทุก ๆ ความเป็นไปได้ (เช่นการตอบสนองทุกเงื่อนไขหลักการของความเป็นไปได้ของ ao Kolmogorov)
คำนิยามความน่าจะเป็นแบบบ่อยคือ '' กรณีพิเศษ ''
ข้างต้นถือ '' โดยทั่วไป '' คือเราไม่มีเฉพาะ , ,ในใจตราบใดที่เป็น -algebra ในส่วนย่อยของและเติมเต็มความจริงของ KolmogorovF P F σ Ω PΩFPFσΩP
ตอนนี้เราจะแสดงให้เห็นว่าคำจำกัดความ '' นักสม่ำเสมอ 'ของตามหลักการของ Kolomogorov หากเป็นเช่นนั้นความน่าจะเป็น "ผู้ประจำ" เป็นเพียงกรณีพิเศษของความน่าจะเป็นทั่วไปและนามธรรมของ Kolmogorov P
ลองยกตัวอย่างและหมุนลูกเต๋า จากนั้นชุดของผลลัพธ์ที่เป็นไปได้ทั้งหมดเป็น\} นอกจากนี้เรายังต้องพีชคณิตชุดนี้และเราจะชุดย่อยทั้งหมดของคือ\Ω = { 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 } σ Ω F Ω F = 2 ΩΩΩ={1,2,3,4,5,6}σΩFΩF=2Ω
เรายังต้องกำหนดความน่าจะเป็นในการวัดในวิธีที่ใช้บ่อย ดังนั้นเราจึงกำหนดเป็นโดยที่คือจำนวนของที่ได้รับในทอยลูกเต๋า ที่คล้ายกันสำหรับ ...\})PP({1})P({1})=deflimn→+∞n1nn11nP({2})P({6})
ในการนี้ทางถูกกำหนดสำหรับ singletons ทั้งหมดใน{F} สำหรับชุดอื่นในเช่นเราให้คำจำกัดความในรูปแบบที่พบบ่อยคือ
แต่โดยการเชิงเส้นของ 'ลิม' นี่เท่ากับซึ่งหมายความว่าสัจพจน์ของ Kolmogorov ถืออยู่PFF{1,2}P({1,2})P({1,2})=deflimn→+∞n1+n2nP({1})+P({2})
ดังนั้นการนิยามความน่าจะเป็นประจำเป็นเพียงกรณีพิเศษของคำจำกัดความทั่วไปและนามธรรมของ Kolomogorov ของการวัดความน่าจะเป็น
โปรดทราบว่ามีวิธีอื่น ๆ ในการกำหนดการวัดความน่าจะเป็นที่ตอบสนองสัจพจน์ของ Kolmogorov ดังนั้นคำจำกัดความที่ใช้บ่อยไม่ได้เป็นวิธีเดียวที่เป็นไปได้
ข้อสรุป
ความน่าจะเป็นในระบบสัจพจน์ของ Kolmogorov คือ '' abstract '' มันไม่มีความหมายที่แท้จริง แต่จะต้องทำตามเงื่อนไขที่เรียกว่า '' สัจพจน์ '' เท่านั้น การใช้สัจพจน์เหล่านี้เพียงอย่างเดียว Kolmogorov ก็สามารถที่จะได้รับเซตของทฤษฎีบทมากมาย
นิยาม frequentist ของความน่าจะ fullfills หลักการและดังนั้นจึงเปลี่ยนนามธรรม '' ความหมาย ''โดยความน่าจะเป็นที่กำหนดไว้ในทางที่ frequentist ทฤษฎีบทเหล่านี้จะถูกต้องเพราะ'' น่าจะเป็น frequentist '' เป็นเพียงพิเศษ กรณีของความน่าจะเป็นนามธรรมของ Kolmogorov (กล่าวคือมันเติมเต็มความจริง)P
หนึ่งในคุณสมบัติที่สามารถได้รับในกรอบทั่วไปของ Kolmogorov คือกฎเบย์ เนื่องจากมันอยู่ในกรอบทั่วไปและนามธรรมมันก็จะถือ (cfr supra) ในกรณีเฉพาะที่ความน่าจะเป็นที่กำหนดไว้ในทางที่เป็นประจำ (เพราะคำจำกัดความที่พบบ่อยตอบสนองความจริงและสัจพจน์เหล่านี้เป็นสิ่งเดียวที่จำเป็น ได้รับทฤษฎีทั้งหมด) ดังนั้นเราสามารถทำการวิเคราะห์แบบเบย์ด้วยคำจำกัดความความน่าจะเป็นประจำ
การกำหนดในแบบประจำไม่ใช่ความเป็นไปได้เพียงอย่างเดียว แต่มีวิธีอื่นที่จะนิยามว่ามันตอบสนองความจริงที่เป็นนามธรรมของ Kolmogorov กฎของเบย์จะมีใน '' กรณีเฉพาะ 'เหล่านี้ด้วย ดังนั้นเราสามารถทำการวิเคราะห์แบบเบย์ด้วยคำจำกัดความความน่าจะเป็นแบบไม่ใช้ความถี่P
แก้ไข 23/8/2559
@mpiktas ตอบสนองต่อความคิดเห็นของคุณ:
อย่างที่ฉันได้พูดไปแล้วเซตและการวัดความน่าจะเป็นไม่มีความหมายพิเศษในระบบสัจพจน์จริงพวกมันเป็นนามธรรม Ω,FP
เพื่อที่จะนำไปใช้ทฤษฎีนี้คุณจะต้องให้เพิ่มเติมคำจำกัดความ (เพื่อให้สิ่งที่คุณพูดในความคิดเห็นของคุณ"ไม่จำเป็นต้องยุ่งเหยิงมันต่อไปกับบางคำจำกัดความที่แปลกประหลาด ''ถูกผิดคุณต้องนิยามเพิ่มเติม )
มาประยุกต์ใช้กับกรณีของการโยนเหรียญที่ยุติธรรม เซตในทฤษฎีของ Kolmogorov ไม่มีความหมายใด ๆ เลยมันต้องเป็น '' เซต '' ดังนั้นเราจึงต้องระบุสิ่งที่ชุดนี้คือในกรณีของเหรียญยุติธรรมคือเราจะต้องกำหนดชุด\ถ้าเราเป็นตัวแทนของหัวเช่น H และหางเป็น T แล้วชุดเป็นโดยความหมาย\}ΩΩΩ Ω=def{H,T}
นอกจากนี้เรายังได้มีการกำหนดเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นคือพีชคณิต{F} เรากำหนดเป็น\} ง่ายต่อการตรวจสอบว่าเป็น -algebraσFF=def{∅,{H},{T},{H,T}}Fσ
ต่อไปเราจะต้องกำหนดสำหรับทุกเหตุการณ์ในการวัด ดังนั้นเราจึงต้องมีการกำหนดแผนที่จากใน[0,1]ฉันจะกำหนดมันในวิธีที่ใช้บ่อยสำหรับเหรียญที่ยุติธรรมถ้าฉันโยนมันเป็นจำนวนมากครั้งเศษส่วนของหัวจะเป็น 0.5 ดังนั้นฉันจึงกำหนด{def} ฉันนิยาม ,และ 0 โปรดทราบว่าเป็นแผนที่จากในและมันตอบสนองความจริงของ KolmogorovE∈FF[0,1]P({H})=def0.5P({T})=def0.5P({H,T})=def1P(∅)=def0PF[0,1]
สำหรับการอ้างอิงกับคำจำกัดความความน่าจะเป็นที่พบบ่อยให้ดูที่ลิงก์นี้ (ที่ส่วนท้ายของส่วน 'คำจำกัดความ') และลิงค์นี้