Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Как продвинуть сайт на первые места?
    Вы создали или только планируете создать свой сайт, но не знаете, как продвигать? Продвижение сайта – это не просто процесс, а целый комплекс мероприятий, направленных на увеличение его посещаемости и повышение его позиций в поисковых системах.
    Ускорение продвижения
    Если вам трудно попасть на первые места в поиске самостоятельно, попробуйте технологию Буст, она ускоряет продвижение в десятки раз, а первые результаты появляются уже в течение первых 7 дней. Если ни один запрос у вас не продвинется в Топ10 за месяц, то в SeoHammer за бустер вернут деньги.
    Начать продвижение сайта
  • Корреляция двух событий.






    Величины, моделирующие детерминированные процессы, явления и т.п. с помощью математических выражений, могут находиться в функциональной зависимости друг от друга: z = f(x, y). Аргументы «x» и «y» считаются независимыми, когда их функция «z» может быть представлена в виде произведения двух функций, каждая из которых является новой функцией только одного аргумента: z = f(x, y) = f1(x)* f2(y).

    Нам представляется уместным не употреблять термин «зависимость» для таких вероятностных объектов как «события», а характеризовать их взаимодействие словами «стохастически связанные» или «коррелированные». Когда такой связи нет, будем называть их «стохастически не связанными» или, «не коррелированными». Линейной мерой такой связи служит корреляция.

    Стохастическая связь событий – это взаимное влияние признаков событий на их вероятности. Наличие у наблюдённого элементарного исхода «ω» того или иного признака A, B и т. д. влияет на условные вероятности соответствующих событий при сопоставлении их с безусловными вероятностями этих же событий.

    Определим попарную несвязанность двух событий A и B.

    События А и В называются попарно не связанными, если наличие одного признака не влияет на вероятность наличия другого признака. Аналитически это определение равносильно записи

    P(B | A) = P(B) или P(A | B) = P(A). (23)

    Для попарно несвязанных событий Теорема 2 о вероятности пересечения двух событий (19) принимает такой вид:

    P(AB) = P(A) * P(B). ` (24)

    В данной ситуации событие C = AB называют логическим произведением, а события A и Bсомножителями. Фактически мы дали определение для вероятности совместного наступления двух вероятностно не связанных между собой событий: вероятность произведения двух несвязанных событий равна произведению безусловных вероятностей этих событий.

    Условие несвязанности (23) и следствие из него (24) взаимозаменяемы, т.е. можно определить несвязанность с помощью условия (24), следствием чего станут выражения (23).

    Когда число событий больше двух, то несвязанность в совокупности группы событий определяется так:

    P(∩ Ai) = P(A1)* P(A2)*…* P(An). (25)

    При этом, из несвязанности в совокупности следует попарная несвязанность, но не наоборот! Простой пример, автор которого С.Н. Бернштейн, иллюстрирует это положение [5].

    Пример 2.6. Пусть ПЭИ W состоит из четырех равновозможных элементарных исходов wi, таких что P(wi) = 1 / 4. Генератор таких событий – тетраэдр (n = 4; m = 1). Введём три события, состоящие из одного общего исхода ω 4 и трёх разных: A = {ω 1 ω 4}, B = {ω 2 ω 4}, C = {ω 3 ω 4}. Установим, связаны ли онипопарно и в совокупности. С этой целью проверим выполнение обоих условий (24) и (25).

    Отметим, что AB = AC = BC = ABC = {ω 4}. Вероятности всех этих событий одинаковы и равны 1 / 4. С другой стороны, вероятности введённых событий P(A) = P(B) = P(C) = 1/2. Таким образом, условие попарной несвязанности (24) выполняется для всех трех пар AB, AC и BC:

    P(AB) = … = P(BC) = 1 / 4 = P(A)*P(B) =…=P(B)*P(C) = 1 / 2*1 / 2 = 1 / 4.

    Следовательно, события A, B и C попарно не связаны друг с другом. В совокупности же эти события связаны:

    P(ABC) = 1 / 4 ≠ P(A)*P(B)*P(C) = 1 / 2 * 1 / 2 * 1 / 2 = 1 / 8. #

    Количественной характеристикой, мерой попарной связанности событий является их корреляция, представляющая собой отношение вероятности совместного наступления двух событий к произведению безусловных вероятностей этих событий [6]:

    Δ AB = P(AB) / (P(A)*P(B)). (26)

    Если числитель этой дроби раскрыть по формуле (19), то получим еще два выражения для корреляции:

    Δ AB = P(A | B) / P(A) = P(B | A) / P(B). (27)

    Величина Δ AB меняется от 0 до , т.е. 0 ≤ Δ AB ≤ ∞. Когда это отношение равно 1, события A и Bстохастически не связаны. Если оно меньше единицы, то корреляция фиксирует обратный эффект, т.е. условная вероятность события становится меньше его безусловной вероятности. Предельный случай такой корреляции (Δ AB = 0) – это несовместностьсобытий.

    Если корреляция прямая, то Δ AB > 1. В такой ситуации условная вероятность события больше его безусловной вероятности.

    Все перечисленные ситуации можно проиллюстрировать диаграммами Эйлера-Венна (Рис. 2.4).

     

     
     

     

     


    AB = Ø AB ≠ Ø AB = A, P(B) 0

    Δ AB = 0 Δ AB = 1 Δ AB → ∞

    Связанность Несвязанность Связанность

    корреляция

    обратная отсутствует прямая.

    Рис.2.5 Корреляция двух событий.

    Исследуем положительное предельное значение корреляции: стремление её к неограниченному возрастанию. Пусть A и B два события, вероятности появления которых стремятся к нулю, и одно из них, например A, включено в другое, т.е. AB = A. В таком случае вероятности P(AB) и P(A) равны друг другу и отношение (26) принимает вид:

    Δ AB = P(A) / (P(A)*P(B)) = 1 / P(B).

    Далее, устремляя P(B) к нулю, получаем:

    Δ AB = (1 / P(B)) = ∞.

    Итак, предельная, т.е. бесконечно большая прямая корреляция наблюдается для пары маловероятных событий, когда одно из них включено в другое.

    Совместные события A и B могут быть отрицательно коррелированными, стохастически несвязанными или положительно коррелированными. Всё зависит от способа разбиения ПЭИ W на A и B. Следующий пример даёт хорошую иллюстрацию реагирования попарной стохастической связанности событий на изменение объёма и структуры ПЭИ W.

    Пример 2.7.

    Вариант « α ».

    Возьмём все «картинки» (n=16) из колоды игральных карт: тузы, короли, дамы, валеты четырёх мастей (червы, бубны, трефы, вини). Вскрывается одна карта (m = 1). ПЭИ W будет иметь объём N = nm = 161 = 16. Очевидно, что P(ω i)= 1/16. Рассмотрим два события: A = { дамы } = { ω 9, ω 10, ω 11, ω 12 } и B = { трефы } = { ω 3, ω 7, ω 11, ω 15 }, а так же их пересечение AB = { дама треф } = { ω 11 }. ПЭИ W, события A, B и AB представлены на диаграмме Эйлера-Венна (Рис. 2.6).

     
    Тузы ω 1 ω 2 3 ω 4
    Короли ω 5 ω 6 ω 7 ω 8
    Дамы 9 ω 10 11}=AB ω 12}=A
    Валеты ω 13 ω 14 ω 15}=B ω 16

    Рис. 2.6 Иллюстрация к Примеру 2.7

    Определим стохастическую связанность пары событий A и B, используя корреляцию (26). В соответствие с Аксиомой 3 вероятности указанных событий будут равны: P(A) = 4 / 16; P(B) = 4 / 16; P(AB) = 1 / 16. Корреляция этих событий оказывается равной единице:

    .

    Вывод по варианту «α».

    События A и B не связаны стохастически: они не подвержены взаимному влиянию.

    Вариант « β ».

    Расширим ПЭИ W, добавив к нему одну «белую» карту с такой же «рубашкой». Объём W увеличится: N = 17. Вероятность элементарного исхода уменьшится: P(ω i)= 1/17. Структура событий A, B и AB сохранится, но их вероятности уменьшатся: P(A) = 4 / 17; P(B) = 4 / 17; P(AB) = 1 / 17. Вновь оценим стохастическую связь этой пары с помощью корреляции:

    .

    Вывод по варианту «β».

    События A и B стохастически связаны друг с другом. Корреляционная связь прямая (положительная): условные вероятности этих событий

    P(A | B) = P(AB) / P(B) = 1 / 4 и P(B | A) = P(AB) / P(A) = 1/4

    больше соответствующих безусловных вероятностей

    P(A) = P(B) = 4 / 17.

     

    Вариант « γ ».

    Уменьшим первоначальное ПЭИ W, изъяв валета виней. Изменится объём W: N = 15. Вероятность элементарного исхода увеличится: P(ω i) = =1/15. Структура событий A, B и AB сохранится, а их вероятности увеличатся: P(A) = 4 / 15; P(B) = 4 / 15; P(AB) = 1 / 15. Вновь оценим взаимную стохастическую связь этой пары, используя корреляцию:

    .

    Вывод по варианту «γ».

    События A и B вновь оказались стохастически связанными друг с другом. Однако теперь корреляционная связь – обратная (отрицательная): условные вероятности этих событий

    P(A | B) = P(AB) / P(B) = 1 / 4 и P(B | A) = P(AB) / P(A) = 1 /4

    меньше соответствующих безусловных вероятностей

    P(A) = P(B) = 4 / 15.

    Общее резюме.

    Взаимное стохастическое влияние событий A и B определяется как структурой этих событий, так и структурой и объёмом самого ПЭИ W.

    2.1.10 Некоторые классические теоремы.

    Многие классические теоремы представляют собой задачи, поставленные и решенные кем-то и когда-то в связи с какой-то необходимостью. Это позволяет нам строить их доказательство следующим образом. По тексту теоремы определяем, что дано, что нужно найти, и проводим доказательство в форме решения.






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.