概率,随机变量,随机过程

    概率

    概率通常理解为衡量事件发生的可能性大小,但是不严谨。拿投骰子举例,投一次骰子,称作一次试验,所有可能的试验结果就称为样本空间事件就是样本空间的子集。

    概率是赋予事件的一个实数,通常记为P(A),即P(A)是一个函数,这个函数满足三个条件:

        (1)非负性:P(A)>=0;

        (2)规范性:对于必然事件来说,P(A)=1;

        (3)可列可加性:对于两个不相容的事件来说,有 P(A并B)=P(A)+ P(B)

    概率是赋予事件的一个实数,这个定义可以说是概率的本质特征,但是没有给出概率的具体数值。

为了给出一个具体的数值,设N为试验次数,N(A)是事件A发生的次数,当N趋向于无穷大时,P(A)=N(A)/N ;这个定义是符合概率的三条性质的。

    在解决问题时,我们还要分清楚概率经验数据得到的结果还是逻辑推理得到的结果。例如:

(1)如果把一枚偏心的骰子投1000次,有200次出现5点,那么5点发生的概率是0.2;

这个概率结果就是一个由经验数据得出的结果。

(2)如果骰子是均匀的,由于对称性,得出5点的概率是1/6;

而这一个概率结果由对称性和可列可加性逻辑推出来的就是1/6。


随机变量

随机变量是赋予实验的每一个结果的一个数,记作X(ξ)(对比一下概率的定义哦)

比如你投掷均匀色子的时候,出现偶数你记作1,出现奇数你记作0,那么定义域就是{1,2,3,4,5,6},值域是{0,1},这也就说明白了随机变量。

那么P(X=0)=0.5,P(X=1)=0.5。

在接触了随机变量后,也有必要回顾一下联合概率,边缘概率,独立,相关,二元积分,N维高斯的概率分布等概念……


随机过程

随机变量是赋予实验所有可能结果的一个数X(ξ),而随机过程x(t)是赋予每个结果ξ的一个函数X(t,ξ)

所谓过程,就是引入时间t这一个参量。用大白话来说,随机过程是一个二元函数,在每一时刻,随机过程的值是一个随机变量,相当于在这个时刻时间静止了;在每一个ξ下,随机过程是一个样本函数。

概率论通常研究一个或多个这样有限个数的随机变量,即使在大数定律和中心极限定理中考虑了无穷多个随机变量,但也要假设随机变量之间互相独立。随机过程主要是研究无穷多个互相不独立的、有一定相关关系的随机变量。随机过程就是许多随机变量的集合,代表了某个随机系统随着某个指示向量的变化,这个指示向量常用的是时间向量。

其中指标集合T通常用的指标集合是代表时间,以实数或整数表示其元素。

实数形式表示时,随机过程即为连续随机过程

整数形式表示时,随机过程即为离散随机过程


信息论和概率

对比一下概率和熵,概率给出了在单次事件A发生或者不发生这种不确定性的度量,而考虑的问题不是某一个事件,而是对S的某个分割U的任何事件Ai发生与否的不确定性赋予测度。什么意思呢?

分割用大白话说,就是把样本空间用刀去分,类似切西瓜,比如还是用投色子为例,你把总的样本空间{1,2,3,4,5,6}划分成{1,2,3;4,5,6}两块,这就是一个分割;当然你也可以{1,2;3,4,5,6},这是另外一种分割。

互信息一个随机变量包含另外一个随机变量的信息量。通信最后要达到目的就是能从接收端准确无误恢复出发送信号,也就是通过接收信号来逐步消除不确定性获得关于发送信号的信息。

信息论有多么重要,你自然明白……就目前学习到的内容来说,信息论解答了通信的两个基本问题:

(1)临界数据压缩的值,即熵H;第三章讲信源编码,当使用霍夫曼编码,L长度趋向无穷大时,平均码长度接近信源熵。

(2)临界通信传输速率的值,即信道容量C,也就是第四章信道容量的内容。


该书内容包括有:随机变量,随机过程,排队论,马尔科夫过程,熵,编码,检测与估计,谱估计,随机游动,谱应用等等。

概率论与数理统计:https://www.cnblogs.com/wanghui626/p/6817359.html

大数定律:大量样本数据的均值(样本值之和除以样本个数),近似于随机变量的期望(标准概率*样本次数)。(样本(部分)趋近于总体)

中心极限定理:大量样本数据的均值(或者样本和\众数、极差等等,或者任意的非正态的分布都可以)的频率分布,服从正态分布(样本越大,越吻合正态分布)。

大数定律研究的是在什么条件下,这组数据依概率收敛于他们的均值。

中心极限定理研究的是在什么条件下,这些样本依分布收敛于正太分布。

依概率收敛就是强收敛,随机过程中成为强平稳。

依分布收敛就是弱收敛,随机过程中成为弱平稳。


概率的解释有两种观点,一种是频率观点,一种是贝叶斯观点

比如说,抛硬币,正面的概率是0.5。

可以解释为,经过大量的实验后发现,抛硬币正面朝上的频率为0.5。

也可以解释为,下一次抛硬币,正面朝上的概率为0.5。

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