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확률론

[Mathematical Statistics] 조건부 기댓값(conditional expectation) 및 조건부 분산(conditional variance)
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Statistics/Mathematical Statistics
조건부 기댓값 어떤 확률변수 X1X2 에 대해 X2=x2 라 주어진 경우에 X1 의 함수인 g(X1) 의 조건부 기댓값은 만약 X1X2 가 공동연속이면 다음과 같이 정의한다.E[g(X1)X2=x2]=g(x1)f(x1x2)dx1만약 공동이산이면 다음과 같이 정의한다.E[g(X1)X2=x2]=x1g(x1)p(x1x2) 전체 기댓값의 법칙 (Law of Total Expectation) 반복 기댓값의 법칙(law..
[Mathematical Statistics] 다항분포(multinomial distribution)
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다항분포 (Multinomial Distribution) 다항실험 (Multinomial Experiment)이항실험의 일반화로 다음과 같은 성질을 가진다. 실험은 n 번의 동일한 시행으로 이뤄지며, 각 시행의 기본결과는 k 개의 부류 중 하나에 속한다.단일 시행의 기본결과가 i 번째 부류에 속할 확률을 pi (i=1,2,,k) 라 하면 ki=1pi=1 이고, 이 확률은 시행마다 동일하게 유지된다. 또한 시행들을 i.i.d.를 따른다.이때 관심있는 확률변수는 X1,X2,,XkXi 는 기본결과가 i 번째 부류에 속하는 시행의 횟수이며 $ \sum_{i=1}^k X_i = n ..
[Mathematical Statistics] 확률변수의 선형함수에 대한 기댓값과 분산
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확률변수의 선형함수에 대한 기댓값과 분산 표본의 측정값들의 선형함수인 모수추정량을 위해 확률변수의 선형함수에 대한 기댓값과 분산을 알아야 한다.예를 들어 Y1,Y2,,YnX1,X2,,XmE(Yi)=μyi 이고, E(Xi)=μxi 인 확률변수라 하고, a1,a2,,anb1,b2,,bm 이 상수이며, U1U2 가 다음과 같다고 가정하자.U1=ni=1aiYi,     U2=mi=1biXi그렇다면 다음..
[Mathematical Statistics] 확률변수 함수의 기댓값
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확률변수 함수의 기댓값 일변량 확률변수의 함수의 기댓값을 구할 수 있듯이 다변량 확률변수의 함수 역시 기댓값을 구할 수 있다. 이산확률변수의 함수g(X1,X2,,Xn) 이 확률변수 X1,X2,,Xn 의 함수이며 X1,X2,,Xn 이 이산확률변수이고 p(x1,x2,,xn) 의 결합확률함수를 가진다면 기댓값은 다음과 같다.$$ E\left[ g(X_1, X_2, \cdots, X_n) \right] = \sum_{\forall x_n} \cdots \sum_{\forall x_2} \sum_{\forall x_1} g(x_1, x_2, \cdots, x_n) p(x_1, x_2, \cdots, ..
[Mathematical Statistics] 결합분포(joint distribution)와 주변분포(marginal distribution) 그리고 조건부분포(conditional distribution)
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결합분포 (Joint Distribution) 확률실험의 각 결과에 한 쌍의 실수를 부여하는 확률변수가 있을 수 있다. 다르게 보면 확률변수 여러개를 결합하여 생각할 수 있다.예를 들어서 두 동전을 던졌을 때 각각 동전의 앞면의 수를 결합하여 확인할 수도 있다. 표로 확인하면 다음과 같을 것이다. X01합Y01/41/41/211/41/41/2합1/21/21그래프를 통해 결합분포를 본다면 아래와 같이도 나타낼 수 있다. 그래프는 위 표와 다른 분포이다.만약 결합되는 두 확률변수의 결합분포함수가 연속이라면 두 확률변수들이 공동연속(jointly continuous)이라 하고, 이 결합분포의 확률밀도함수가 존재하면 결합되는 두 확률변수를 공동연속확률변수(jointly continuous rand..
[Mathematical Statistics] 불연속함수와 혼합확률분포의 기댓값
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불연속함수의 기댓값 확률변수 X 가 연속확률변수를 따르는 듯 보이지만, 연속확률변수가 끊어져 연속이 성립하지 않는 경우가 있을 수 있다.예를 들어 확률변수 X 가 어느 생수 업체의 일간 판매량이고 다음의 확률밀도함수를 가진다고 하자.f(x)=x20x2이때 판매량에 대한 수익 g(X) 가 다음과 같다고 가정하자.g(X) = \begin{cases} 100X & 0 \leq X \leq 1 \\ 150X & 1 그렇다면 판매량에 대한 수익이 따르는 분포는 연속적이지 않다. 이 경우 연속확률변수에 대한 기댓값 정의를 사용하여 구할 수 있다. E(X) = \int_{-\infty}^\infty g(x)f(x) dx = \int_0..
[Mathematical Statistics] 체비쇼프 부등식(Chebyshev inequality)
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체비쇼프 부등식 (Chebyshev Ineuality) 절대부등식으로 확률분포를 정확히 모를 때 해당 확률분포의 기댓값과 표준편차 값만으로 특정한 확률의 최솟값만큼은 알아낼 수 있는 부등식이다.확률분포 X 의 기댓값을 μ, 표준편차를 σ 라 하면 다음이 성립한다. 단 k 는 양의 상수이다.P(|Xμ|,.. X . V(X) = \int_{-\infty}^\infty (x - \mu)^2 f(x) dx $$ = \int_{-\infty}^{\mu -k\sigma} (x - \mu)^2 f(x) dx + \int_{\mu -k\sigm..
[Mathematical Statistics] 베타분포(beta distribution)
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베타분포 (Beta Distribution) 확률변수 X 의 밀도함수가 α>0β>0 에 대해 다음과 같다면 확률변수 X 가 베타분포를 따른다고 한다.f(x)=xα1(1x)β1B(α,β)0x1더보기베타함수 B 는 다음과 같이 정의된다.B(α,β)=10tα1(1t)β1dt=ΓαΓβΓα+β또한 확률변수 X 가 매개변수 α, $ \beta ..
[Mathematical Statistics] 지수분포(exponential distribution)
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지수분포 (Exponential Distribution) 확률변수 X 가 지수분포를 따른다는 말은 형상모수가 1 인 감마분포를 따른다는 말과 같다. 또한 사건이 독립적일 때 다음 사건이 일어날 때까지의 대기 시간은 지수분포를 따른다.확률변수 X 가 대기 시간이 β 인 지수분포를 따른다면 다음과 같이 나타낸다.XExpo(β)푸아송분포에서 관심을 가진 것이 명시된 영역에서 특정 사건이 평균적으로 발생하는 사건이 λ 일 때 특정 사건이 x 번 발생할 확률이었다면, 지수분포는 다음 사건까지의 평균적인 대기 시간이 β 일 때의 확률에 관심을 가지는 것이다. 기하분포와 비교하면 기하분포는 첫번째 성공까지의 ..
[Mathematical Statistics] 감마분포(gamma distribution)
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감마분포 (Gamma Distribution) 어떤 확률변수들은 항상 음이 아니고, 여러 이유에서 분포가 비대칭이다. 대표적으로 감마분포가 그러하다.확률변수 X 의 밀도함수가 α>0β>0 에 대해 다음과 같다면 확률변수 X 가 감마분포를 따른다고 한다.$$ f(x) = \dfrac{x^{\alpha - 1}e^{-x / \beta}}{\beta^\alpha \Gamma(\alpha)} \qquad 0 \leq x 더보기감마함수 Γ 는 다음과 같이 정의된다.Γ(α)=0tα1etdt또한 만약 α 가 양의 정수라면 다음과 같다.$ \Gamm..
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