概要
- 確率を直感的に考えていると、式変形が哲学的になりがち
- 「解説はこう書いてあるが、俺はこう考える」みたいなのを避けましょう
心構え
- 確率論ではパラレルワールドがいっぱいあるような状況を想定して、それぞれの世界での結果をまとめるという気持ちでいる
- 具体的な計算に置いては、パラレルワールドを面積1の正方形で表現する感じで考察する
- 確率密度関数はインクのにじみ
変数変換
- とする。確率密度関数は知っているとして、を求めたい。
- を想定すれば簡単で、要するにZの空間では範囲が広くなった分だけ確率密度関数が薄まる
正規分布
- をn次元標準正規分布とする。
- これを変数変換して、を構成したい
- なる変換を噛ませばいける
- である(R, Dが揺らがないため、多次元の分散の公式から。また、)
- ここで、なる、直交行列Rと対角行列Dを探してきたい。
- これは簡単で、なるR, Dを探すのは、固有値と固有ベクトルそのままである。
- の等高線を図示するためには、方向にの長さの主軸を持つ楕円を描けば良い。
擬似乱数
- 一様分布を加工する
- を確率変数Yの累積分布関数とする。ここで、が計算できる場合は、に[0, 1)上の一様分布をぶっこむとの擬似乱数が得られる
- 正規分布はBox-Mullerで生成しましょう
- を[0, 1)上の一様分布として、, は二次元標準正規分布に従う
いろんな不等式
- Starlingの公式
- Jensenの不等式
- 先に下に凸関数をかますと下がる
- Gibbsの不等式
- KLは正
- Markovの不等式
- 当たり前(とすると、その時点で)
- Chebyshevの不等式
- Markovから言える。(期待値からだけかけ離れた値が出る確率の低さは)
- 正規分布に限らず、任意の分布について言えているのがすごいね
- Chernoff限界
- Minkowskiの不等式
- (これは任意ノルムの三角不等式に対応している)
- Hoelderの不等式
- (これは任意ノルムのシュワルツの不等式に対応している)
いろんな収束
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概収束
- これが満たされていると個々の世界線に縛られた人間でも収束を直接感じることができる。
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確率収束
- パラレルワールドを横断しても、どの時間についても収束している
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二次平均収束
- ならば必ず確率収束する
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法則収束
- 確率分布に着目した収束
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成り立つもの
- 概収束->確率収束
- 二次平均収束->確率収束
- 確率収束->法則収束
特性関数
- 特性関数は、確率密度関数のフーリエ変換らしきものになっている
KLと大偏差原理
- 確率で表になるコインを回投げて、表の割合がになるような確率は、の時どれくらいの速度で下がるか?
- 結論、
- ただしが確率で表になる二項分布で、が確率で表になる二項分布
- このことで面白いのは、とを区別するより、と
測度論
- 確率は面積。 神視点:完全に確定した面積の問題→面積の答え 人視点:不確定に揺らぐ確率の問題→確率の答え Ωは1x1の正方形だと思っとくとよい 確率変数は、Ω上の3次元に突き出る関数だと思うと良い。 確率の話は、「おれはこう考える」の水かけ論になりがちである(モンティ・ホール問題)。結局、人の世界で考えると、妙に哲学的な話や錯覚に陥り、ただの式変形もまままならない。