Кіріспе

Ықтималдық теориясында кездейсоқ элемент - кездейсоқ айнымалы түсінігінің қарапайым нақты сызықтан гөрі күрделі кеңістікке жалпыласуы. Бұл ұғымды ықтималдық теориясының дамуы және оның қолданылу аумағының кеңейуі эксперименттердің (келтірістік) нәтижелерін санмен немесе сандардың шекті жиынтығымен сипаттауға болатын схемалардан эксперименттердің нәтижелерін бейнелейтін схемаларға өту қажеттігіне әкелді деп түсіндірген Кинг. Мысалы, векторлар, функциялар, процестер, өрістер, қатарлар, түрлендірулер, сондай-ақ жиынтықтар немесе жиынтықтардың жиынтығы. кездейсоқ элементтің қазіргі заманғы қолданылуы жиі мәндер кеңістігін топологиялық векторлық кеңістік деп санайды, көбінесе Банах немесе Хилберт кеңістігі, оның ішкі жиынтықтарының табиғи сигма алгебрасы бар.

Анықтама

Let be ықтималдық кеңістік және өлшенетін кеңістік. Е-де мәндері бар кездейсоқ элемент - өлшенетін функция X: Ω→E. Яғни, кез келген , B-нің preimage-і i-де жатқан функция X Кейде i-дегі мәндері бар кездейсоқ элементтер бағаланған кездейсоқ айнымалылар деп аталады. Егер , нақты сандар қайда және оның Борел σ алгебрасы болса, онда кездейсоқ элементтің анықтамасы кездейсоқ айнымалының классикалық анықтамасы болып табылады. Банах кеңістігіндегі мәндері бар кездейсоқ элементтің анықтамасы, әдетте, әрбір шектелген сызықтық функционал өлшенетін B-дегі ең кіші алгебраны пайдалану үшін түсініледі. Бұл жағдайда жоғарыда келтірілгенге тең анықтама, ықтималдық кеңістіктен алынған карта кездейсоқ элемент болып табылады, егер ол кездейсоқ айнымалы болса, әр шектелген сызықтық функционалдық f үшін немесе, баламалы түрде, ол әлсіз өлшенетін.

Кездейсоқ айнымалы

Кездейсоқ айнымалы - кездейсоқ элементтің ең қарапайым түрі. Бұл карта - бұл нақты бағаланған функция ретінде белгілі бір оқиғаның сандық шамасын сипаттайтын мүмкін нәтижелер жиынтығынан өлшенетін функция. Мысалы, белгілі бір сандағы монетаны лақтырғаннан кейін түсетін бас саны; әр түрлі адамдардың биіктігі. Егер кескін (немесе ауқымы) шекті немесе санаусыз шексіз болса, кездейсоқ айнымалы дискретті кездейсоқ айнымалы деп аталады және оның таралуын ықтималдық массалық функциясымен сипаттауға болады, ол кескіндегі әрбір мәнге ықтималдықты береді. Егер кескін санаусыз шексіз болса, онда үздіксіз кездейсоқ айнымалы деп аталады. Оның мүлдем үздіксіз екендігі туралы ерекше жағдайда оның таралуын ықтималдық тығыздық функциясымен сипаттауға болады, ол интервалдарға ықтималдықты береді; атап айтқанда, әрбір жеке нүктеде мүлдем үздіксіз кездейсоқ айнымалы үшін нөлдік ықтималдық болуы керек. Барлық үздіксіз кездейсоқ айнымалылар мүлдем үздіксіз емес, мысалы, қоспаның таралуы. Мұндай кездейсоқ айнымалыларды ықтималдық тығыздығы немесе ықтималдық массалық функциясы арқылы сипаттауға болмайды.

Кездейсоқ вектор

Кездейсоқ вектор - бұл элементтері бірдей ықтималдық кеңістікте скалярлық бағаланған кездейсоқ айнымалылар болып табылатын бағандық вектор (немесе оның транспозы, яғни қатарлық вектор), мұндағы үлгі кеңістігі - сигма алгебрасы (барлық оқиғалардың жиынтығы) және ықтималдық өлшемі (әр оқиғаның ықтималдығын қайтаратын функция). Кездейсоқ векторлар жиі кездейсоқ матрица, кездейсоқ ағаш, кездейсоқ реттілік, кездейсоқ процесс және т.б. кездейсоқ өзгермелілердің әртүрлі түрлерінің негізгі іске асырылуы ретінде қолданылады.

Кездейсоқ матрица

Кездейсоқ матрица - матрицаның кездейсоқ элементі. Физикалық жүйелердің көптеген маңызды қасиеттерін математикалық түрде матрицалық проблемалар ретінде көрсетуге болады. Мысалы, тордың жылу өткізгіштігін тордың ішіндегі бөлшектер өзара әрекеттесуінің динамикалық матрицасынан есептеуге болады.

Кездейсоқ функция

Кездейсоқ функция - кездейсоқ элементтің бір түрі, онда кейбір функциялар отбасынан бір нәтиже таңдалады, онда отбасы доменнен кодоменге дейінгі барлық карталардың кейбір класынан тұрады. Мысалы, класс барлық үздіксіз функцияларға немесе барлық қадамдық функцияларға шектелуі мүмкін. Бірдей іске асырудан әртүрлі нүктелерде бағаланған кездейсоқ функциямен анықталған мәндер әдетте статистикалық тәуелсіз болмайды, бірақ модельге байланысты әртүрлі іске асырудан бір немесе әртүрлі нүктелерде анықталған мәндер тәуелсіз ретінде қарастырылуы мүмкін.

Кездейсоқ процесс

Кездейсоқ процесс - кездейсоқ мәндер жүйесінің уақыт өте келе эволюциясын білдіретін кездейсоқ айнымалылардың жиынтығы. Бұл детерминистік процестің (немесе детерминистік жүйенің) ықтималдық қарсыласы. Тек бір жолмен ғана дамуы мүмкін процесті сипаттаудың орнына (мысалы, қарапайым дифференциалдық теңдеудің шешімдері), стохастикалық немесе кездейсоқ процесте белгілі бір белгісіздік бар: бастапқы жағдай (немесе бастапқы нүкте) белгілі болса да, бірнеше (көбінесе шексіз көп) бағыттар бар. Дискретті уақытқа қарама-қарсы, үздіксіз уақытқа қарама-қарсы, стохастикалық процесс кездейсоқ айнымалылар тізбесін және осы кездейсоқ айнымалылармен байланысты уақыт тізбектерін қамтиды (мысалы, Марков тізбегін қараңыз, ол дискретті уақыт Марков тізбегі деп те аталады).

Кездейсоқ өлшем

Кездейсоқ өлшем - кездейсоқ элементтің бағаланған өлшем. X толық бөлінгіш метрикалық кеңістік және оның Борел жиындары σ алгебрасы болсын. X-тегі μ Борель өлшемі, егер μ ((A) < ∞ әрбір шектелген A Борель жиыны үшін шекті шекті болып табылады. Let (Ω, F, P) - ықтималдық кеңістігі болсын, содан кейін кездейсоқ өлшем осы ықтималдық кеңістіктен өлшенетін кеңістікке (, ). Жалпы өлшемді былай бөлшектеу мүмкін: Мұнда атомсыз диффузиялық өлшем, ал таза атомдық өлшем.

Кездейсоқ геометриялық нысандар

Бұларға кездейсоқ нүктелер, кездейсоқ фигуралар және кездейсоқ пішіндер кіреді.