La teoría de las probabilidades es la rama de las matemáticas referidas al análisis de los fenómenos al azar . Los objetos centrales de la teoría de las probabilidades son los procesos estocásticos de las variables al azar y abstracciones matemáticas de los acontecimientos de los acontecimientos no deterministas o de las cantidades medidas que pueden ser solas ocurrencias o desarrollarse en un cierto plazo en una manera al parecer al azar. Aunque una sacudida individual de la moneda o el rodillo de un dado sea un acontecimiento al azar, si está repetida muchas veces la secuencia de acontecimientos al azar exhibirá ciertos patrones estadísticos, que pueden ser estudiados y ser predichos. Dos resultados matemáticos representativos que describen tales patrones son la ley de los grandes números y el teorema de límite central .

Como fundación matemática para las estadísticas, la teoría de las probabilidades es esencial para muchas actividades humanas que impliquen el análisis cuantitativo de sistemas de datos grandes. Los métodos de teoría de las probabilidades también se aplican a la descripción de los sistemas complejos dados solamente conocimiento parcial de su estado, como en los mecánicos estadísticos . Un gran descubrimiento de la física del vigésimo siglo era la naturaleza de probabilidad de fenómenos físicos en las escalas atómicas, descrita en los mecánicos de Quantum .

Historia

La teoría matemática de la probabilidad tiene sus raíces en tentativas de analizar juegos de azar por el Gerolamo Cardano en el siglo XVI, y por el Pierre De Fermat y el Blaise Pascal en el siglo XVII (por ejemplo el " Problema del " de los puntos ;).

Inicialmente, la teoría de las probabilidades principalmente consideraba el los acontecimientos discretos de, y sus métodos eran principalmente el combinatorio. Eventual, las consideraciones analíticas obligaron la incorporación de las variables continuas del en la teoría. Esto culminó en la teoría de las probabilidades moderna, las fundaciones cuyo fueron puestos por el Andrey Nikolaevich Kolmogorov . Kolmogorov combinó la noción del espacio de muestra, la introdujo por el Richard von Mises, y la teoría de medida del y presentó su sistema del axioma para la teoría de las probabilidades en 1933. Ésta se convirtió en bastante rápidamente la base axiomática indiscutible para la teoría de las probabilidades moderna.

Tratamiento

La mayoría de las introducciones a la teoría de las probabilidades tratan distribuciones de probabilidad discretas y distribuciones de probabilidad continuas por separado. El tratamiento basado más matemáticamente avanzado de la teoría de medida de la probabilidad cubre el ambos discretos, el continuo, cualquier mezcla de estos dos y más.

Distribuciones de probabilidad discretas

considera también:

discreto de la distribución de probabilidad La teoría de las probabilidades discreta se ocupa de los acontecimientos que ocurren en espacios de muestra contables .

Ejemplos: El que lanza corta, experimentos con las cubiertas de las tarjetas, y la caminata al azar en cuadritos.

Definición clásica del : Inicialmente la probabilidad de un acontecimiento a ocurrir fue definida como número de casos favorables para el acontecimiento, sobre el número de resultados totales posibles en un espacio de muestra equiprobable.

Por ejemplo, si el acontecimiento es " la ocurrencia de un número par cuando un muere es rolled", la probabilidad es dada por 6} = \ tfrac {1} del \ del tfrac {3} {{2} , puesto que 3 caras fuera de los 6 tienen números pares y cada cara tiene la misma probabilidad de aparecer.

Definición moderna del : El comienzo moderno de la definición con un que determinado llamado el espacio de muestra del, que se relaciona con el sistema de todos los resultados posibles del en sentido clásico, denotó por el \ Omega= \ que se fue \ {x_1, x_2, \ los puntos \ derecho \} que . Entonces se asume que para cada x \ en \ Omega \, , un " intrínseco del elemento ; probability" f del valor (x) \, se ata , que satisface las características siguientes: f (x) \ en \ mbox {para todos} x \

  • en \ Omega \ sum_ {x \ en \ Omega} f (x) = 1

    Es decir, el f ( x ) de la función de probabilidad miente entre cero y uno para cada valor del x en el Ω del espacio de muestra, y la suma del f ( x ) sobre todos los valores que el x en el Ω del espacio de muestra es exactamente igual a 1. Un acontecimiento del se define como cualquier E \, del \ de la Omega, del subconjunto del espacio de muestra. La probabilidad del E \, definido como P del (E)= \ sum_ {x \ en E} f (x) \, del del acontecimiento

    Así pues, la probabilidad del espacio de muestra entero es 1, y la probabilidad del acontecimiento nulo es 0.

    El f de la función (x) \, que traza un punto en el espacio de muestra al " probability" el valor se llama una función de masa de probabilidad del abreviado como pmf . La definición moderna no intenta contestar a cómo se obtienen las funciones de masa de probabilidad; en lugar construye una teoría que asuma su existencia.

    Distribuciones de probabilidad continuas

    considera también:

    continuo de la distribución de probabilidad La teoría de las probabilidades continua se ocupa de los acontecimientos que ocurren en un espacio de muestra continua.

    Definición clásica del : La definición clásica analiza cuando está enfrentada con el caso continuo. Ver la paradoja de Beltrán.

    Definición moderna del : Si el espacio de muestra es los números verdaderos ( \ mathbb {R} ), después una función llamó el del F \, se asume para existir, que de la función de distribución acumulativa (o el cdf ) da el P (X \ le x) = F (x) \, para un X de la variable al azar . Es decir, el F ( x ) vuelve la probabilidad que será el X inferior o igual el x .

    El cdf debe satisfacer las características siguientes.

  • Derecho-continuo de la función del F \, es un monotónico no decreciente, \ lim_ {x \ rightarrow - \ infty} F (
  • de x)=0 \ lim_ {x \ rightarrow \ infty} F (x)=1

    Si F \, es diferenciable, después al azar variable X es dicho tener probabilidad densidad función o pdf o simplemente densidad f (x)= \ frac {dF (x)} {} \, del dx .

    Para un E \ un subseteq \ un mathbb del sistema {R} , la probabilidad del X de la variable al azar que está en el E \, se define como P del (X \ en E) = \ int_ {x \ en E} dF (x) \,

    En caso de que exista la función de densidad de probabilidad, después puede ser escrito como P del (X \ en E) = \ int_ {x \ en E} f (x) \, dx

    Considerando que el pdf del existe solamente para las variables al azar continuas, el cdf del existe para todas las variables al azar (variables al azar discretas incluyendo) los valores de esa toma en el \ el mathbb {R} .

    Estos conceptos se pueden generalizar para los casos multidimensionales en \ el mathbb {R} ^n y otros espacios de muestra continua.

    Teoría de las probabilidades teórica de la medida

    El d'être del raison del del tratamiento teórico de la medida de la probabilidad es que unifica el discreto y el continuo, y hace la diferencia una pregunta cuyo se utiliza la medida. Además, cubre las distribuciones que son ni discretas ni continuas. Un ejemplo de tales distribuciones podría ser una mezcla de discreto y las distribuciones continuas, e., una suma de una variable al azar discreta y continua ni tendrán un pmf ni un pdf. Otras distribuciones pueden incluso no ser una mezcla: Por ejemplo, la distribución del chantre no tiene ninguna masa del punto y ninguna densidad. El acercamiento moderno a la teoría de las probabilidades soluciona estos problemas usar la teoría de medida para definir el espacio de probabilidad :

    Dado cualquie sistema \ Omega, (también llamado el espacio de muestra del ) y σ-álgebra \ mathcal {} \, de F en él, una medida P se llama una medida de probabilidad del si el P \, es

  • no negativo P (\ Omega) =1 \,

    Si \ mathcal {F} \, es Borel σ-álgebra entonces allí es único probabilidad medida en \ mathcal {} \, de F para cualquie cdf, y viceversa. La medida que corresponde a un cdf reputa inducido por el cdf. Esta medida coincide con el pmf para las variables discretas, y el pdf para las variables continuas, haciendo el acercamiento teórico de la medida libre de errores.

    probabilidad de sistema E \, en σ-álgebra \ mathcal {} \, de F se define como P del (X \ en E) = \ int_ {x \ en E} dF (x) \, donde está la integración con respecto a la medida inducida por el F \, .

    Junto con el abastecimiento de una mejores comprensión y unificación de probabilidades discretas y continuas, medir el tratamiento teórico también permite que trabajemos en probabilidades fuera del \ del mathbb {R} ^n, como en la teoría de los procesos estocásticos por ejemplo para estudiar el movimiento browniano, la probabilidad se define en un espacio de funciones.

    Distribuciones de probabilidad

    considera también:

    las distribuciones de probabilidad Ciertas variables al azar ocurren muy a menudo en la teoría de las probabilidades porque manan describen muchos procesos naturales o físicos. Sus distribuciones por lo tanto han ganado la importancia especial del en la teoría de las probabilidades. Algunas distribuciones discretas del fundamental son las distribuciones geométricas negativas discretas del uniforme, Bernoulli, binomial, del binomio, Poisson y . Las distribuciones continuas del importante incluyen el uniforme continuo, el normal, el exponencial, la gamma y distribuciones beta .

    Convergencia de variables al azar

    considera también: Convergencia las variables al azar En la teoría de las probabilidades, hay varias nociones de la convergencia para las variables al azar que son mencionadas abajo en la orden de la fuerza, es decir, cualquier noción subsecuente de la convergencia en la lista implica convergencia según todas las nociones precedentes. convergencia del del

    l en la distribución: como el nombre implica, una secuencia de las variables al azar X_1, X_2, \ puntea, \, converge al X \, de en la distribución si a sus funciones de distribución acumulativas respectivas del F_1, F_2, \ puntos \, de la variable al azar convergen al F de la función de distribución acumulativa \, al del X \, al , dondequiera que F \, es el continuo.

    l del
    la mayoría de la notación corta común de la mano: X_n \, \ xrightarrow {\} mathcal \, de D X convergencia débil del del

    l : la secuencia de las variables al azar X_1, X_2, \ puntos \, se dice para converger hacia el X de la variable al azar \, el débil de si el \ el lim_ {n \ rightarrow \ infty} P \ se fueron (\ se fue|X_n-X \ derecho|\ geq \ varepsilon \) =0 derecho para cada ε > 0. La convergencia débil también se llama convergencia del en la probabilidad .

    l del
    la mayoría de la notación corta común de la mano: X_n \, \ xrightarrow {} \, de P X convergencia fuerte del del

    l : la secuencia de las variables al azar X_1, X_2, \ puntos \, se dice para converger hacia el X de la variable al azar \, el fuerte de si P (\ convergencia fuerte del lim_ {n \ rightarrow \ infty} X_n=X)=1. también se conoce como convergencia casi segura .

    l del
    la mayoría de la notación corta común de la mano: X_n \, \ xrightarrow {\} \, del mathrm {a.} X

    Intuitivo, la convergencia fuerte del es una versión más fuerte de la convergencia débil del, y en ambos casos las variables al azar X_1, X_2, \ puntos \, demostración de una correlación cada vez mayor con el X \, . Sin embargo, en caso de convergencia del en la distribución, los valores observados de las variables al azar no necesitan converger, y cualquier correlación posible entre ellas es inmaterial.

    Ley de grandes números

    considera también: Ley los grandes números La intuición común sugiere que si una moneda justa se sacude muchas veces, después del mitad áspero del tiempo que dará vuelta encima de las cabezas del, y la otra mitad dará vuelta encima de las colas del . Además, la moneda se sacude cuanto más a menudo, más probable debe ser que el cociente del número de las cabezas del al número de las colas del se acercará a la unidad. La probabilidad moderna proporciona una versión formal de esta idea intuitiva, conocida como la ley del de los grandes números . Esta ley es notable porque en ninguna parte se asume en las fundaciones de la teoría de las probabilidades, sino que por el contrario emerge fuera de estas fundaciones como teorema. Desde ella liga probabilidades teórico-derivadas a su frecuencia real de la ocurrencia en el mundo real, la ley de grandes números se considera como pilar en la historia de la teoría estadística.

    ¡citación para la importancia histórica de LLN si usted la tiene -->

    La ley del de los grandes números (LLN) indica que converge el _n= medio \ tfrac1n {\ suma X_n} del \ del overline de la muestra {X} de X_1, X_2,… \, (independiente y las variables al azar idénticamente distribuidas con el finito \ mu de la expectativa) los towads el teórico \ mu de la expectativa.

    Está en las diversas formas de convergencia de las variables al azar que separe el débil y la ley fuerte del de grandes números ley débil del del

    l : \ overline {X} _n \, \ xrightarrow {P} \, \ MU \ qquad \ textrm {para} \ qquad n \ a \ infty. ley fuerte del del

    l : \ overline {X} _n \, \ xrightarrow {\ mathrm {a.}} \, \ MU \ qquad \ textrm {para} \ qquad n \ \ infty.

    Sigue de LLN que si un acontecimiento del p de la probabilidad se observa en varias ocasiones durante experimentos independientes, el cociente de la frecuencia observada de ese acontecimiento al número total de repeticiones converge hacia el p .

    Poniendo esto en términos de variables al azar y LLN tenemos Y_1, Y_2,… \, son las variables al azar de Bernoulli independiente que toman los valores 1 con el p de la probabilidad y 0 con la probabilidad 1 - el p . \ textrm {E} (Y_i) =p para todo el i y él sigue de LLN que \ frac {\ suma Y_n} {} \, de n converge al casi seguramente del p .

    Teorema de límite central

    considera también:

    l teorema de límite central El teorema de límite central del es la razón de la ocurrencia ubicua de distribución normal en naturaleza; es uno de los teoremas celebrados de la probabilidad y de estadísticas. ¡

    El teorema indica que el promedio de muchos independiente y las variables al azar idénticamente distribuidas con la variación finita tiende hacia un de distribución normal independiente de la distribución seguida por las variables al azar originales. Formalmente, dejar X_1, X_2, \ puntos \, sea variables al azar independientes con, \ mu_1 de los medios \ mu_2, \ puntos \, , y, \ sigma_1^2 de las variaciones \ sigma_2^2, \ puntos. \, entonces la secuencia de Z_n= del de las variables al azar \ de frac {\ de ^n del sum_ {i=1} (- \ mu_i de X_i)}{\ raíz cuadrada {\ ^n \ sigma_i^2 del sum_ {i=1}}} converge en la distribución a una variable al azar estándar del normal .

    Ver también

    class=" del
    Valor previsto y variación
    Lógica confusa y teoría de medida borrosa
    Glosario de la probabilidad y de las estadísticas
    Función de probabilidad
    Lista de los asuntos de la probabilidad
    Lista de publicaciones en las estadísticas
    Lista de los asuntos estadísticos
    Notación en la probabilidad
    de modelado profético
    Lógica de probabilidad - una combinación de teoría de las probabilidades y de lógica
    Interpretaciones de la probabilidad
    Independencia estadística
  • .

  • Zenithic
  • In-place matrix transposition
    Random links:George, duque de Sajonia | Georgetown, Illinois | Acción de Frederick | Castillo de Eastnor | Aneurysm (canción)

  • © 2007-2008 enciclopediaespana.com; article text available under the terms of GFDL, from en.wikipedia.org
    ="http://pagead2.googlesyndication.com/pagead/show_ads.js">