【SDE】随机过程当中一些概念的直观解释

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【SDE】随机过程当中一些概念的直观解释

2024-07-10 17:40| 来源: 网络整理| 查看: 265

概率论基础

概率论被广泛应用到我们的日常生活当中,用数学模型说明随机事件与随机变量,那么此时,我们采用概率空间\((\Omega,F,P) \)来对随机事件集合、随机事件集合的集合,以及这些集合所对应的概率。当然,为了易于理解,我们采用1D6骰子的例子进行说明。

我们假设有一个标准1D6骰子,每次投出后等概率地出现\(\{1,2,3,4,5,6 \} \)当中的一个数字,并且我们记录该数字作为结果,用\(\omega\)来表示。此时我们把所有可能性都通过上面的集合\(\Omega = \{1,2,3,4,5,6 \}\)表示了出来,此时就形成了一个随机事件的集合,或者该随机变量的样本空间。

但是有些时候,我们并不局限于这个骰子能够投出哪一个数字,比如说买大买小,或者猜测这个骰子的点数是奇数还是偶数。大点数本身也是一个事件集\(Big =\{4,5,6\} \),而对应的,小点数则为\(Small = \{1.2.3\}\)。根据古典概型,如果这个骰子没有被动过手脚的话(这是一个真空的理想1D6骰子),大点数的概率和小点数的概率都应该是\(1/2 \)。此时,我们有了一个事件集(描述骰子的点数是大或者小),并且给出了对应的概率\(P\),在我们这个例子当中,\(P(\omega \in \{1,2,3\})=P(\omega \in \{4,5,6\})=1/2 \)

那么,我们可以有很多种方式来描述骰子的点数,比如说大小, 比如说奇偶,甚至可以说是否为质数,那么我们是否能够有一个集合来表述这些点数,这也就是我们的事件域\(F\)。当然,我们的\(F\)也需要有一些较好的数学性质:

\(\Omega \in F , \emptyset \in F\)如果\(A \in F\),则\(A^c \in F\)若\(A_n \in F (n=1,2,...)\),则 \(\bigcup_{n=1}^{\infty} An \in F\)

这个事情是很自然的,对于给定的随机变量所形成的样本空间来说,我们可以从粗到细有着不同的拓扑结构,并且在概率论当中也会用不同的代数结构进行描述。那么按照最粗的拓扑来说,要么全都带走\(\Omega\),要么一无所有\(\emptyset\)。并且他们的概率也是显然的,全集的概率是1,空集的概率为0。并且奇数集和偶数集的元素放到一个集合里面的时候,就是全集,也应当在我们的事件域当中,这也就是所谓的可列可加性,并且这种加和所得到的概率也应该是各个子集的概率的和。

不过我们也需要注意一些事情,有些事件在事件域\(F\)当中,但是他们所对应的测度可能为0。举个简单的例子,我们在实轴上面随机取一个点,这个点是有理点的概率是多少?答案是0,但是我们都知道,实轴上面的有理点是存在的,也并非不可能抽到一个有理点。在这个问题下,我们就衍生出了完备的概念。我们所有的零测集都在事件域当中,并且能够满足事件域\(F\)的几条性质,并且也满足概率函数的性质,在一般的研究过程当中(至少对我们这些研究随机微分方程的人来说),之后我们默认概率空间\((\Omega,F,P) \)是完备的。



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