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大数の法則

大数の弱法則(チェビシェフの大数の弱法則)

確率変数列が独立同一分布にしたがう場合、標本平均の列はもとの確率変数列が共有する期待値に確率収束します。つまり、各回の結果が同一かつ独立な確率分布から決定される試行を繰り返す場合、試行回数を限りなく増やすにつれて、結果の平均は、各回の試行の期待値に限りなく近づきます。

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独立性

離散型確率変数列の独立性

離散型確率変数列の中から有限個の確率変数を任意に選んだときにそれらが独立であることが保証される場合、その確率変数列は独立であると言います。

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チェビシェフの不等式

離散型確率変数に関するチェビシェフの不等式

マルコフの不等式は期待値だけを頼りとした指標ですが、期待値に加えて分散も明らかである場合には、チェビシェフの不等式を利用することにより、離散型確率変数の確率分布に関するより精度の高い情報を得ることができます。

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マルコフの不等式

離散型確率変数に関するマルコフの不等式

離散型の確率変数が非負の実数のみを値としてとり得るとともに期待値が有限な実数として定まる場合、マルコフの不等式を用いることにより、その確率変数がある値以上の値をとる確率の上界を特定することができます。

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微分積分学の基本定理

ベクトル値関数に関する微分積分学の第1基本定理

1変数のベクトル値関数(曲線)に関しても微分積分学の第2基本定理は成立します。つまり、有界な閉区間上に定義されたベクトル値関数が連続である場合には、その関数の定積分を特定するベクトル値関数を微分すればもとのベクトル値関数が得られます。

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微分積分学の基本定理

ベクトル値関数に関する微分積分学の第2基本定理(求積分定理)

1変数のベクトル値関数(曲線)に関しても微分積分学の第2基本定理は成立します。つまり、有界閉区間上に定義されたベクトルいt関数がリーマン積分可能であり、原始関数であるような連続なベクトル値関数を持つ場合、原始関数が区間の端点に対して定めるベクトルの差は、もとの関数の定積分と一致します。

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リーマン積分

不連続関数のリーマン積分可能性

有界な閉区間上に定義された有界関数が定義域の端点において片側連続でない場合においても、一定の条件のもとではリーマン積分可能です。また、定義域上の有限個の点においてのみ不連続な関数はリーマン積分可能です。

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ヤコビ行列

多変数ベクトル値関数の全微分と偏微分の関係

多変数関数が全微分可能である場合には偏微分可能であることが保証される一方、その逆は成り立つとは限りません。ただ、多変数関数が連続微分可能である場合には全微分可能であることが保証される一方、その逆は成り立つとは限りません。

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ほとんどいたるところ

零事象・ほとんど確実な事象

可測事象の確率が0である場合、そのような事象を零事象と呼びます。また、可測事象の確率が1である場合、そのような事象をほぼ確実な事象と呼びます。

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高階の偏微分

多変数ベクトル値関数の高階偏微分

多変数のベクトル値関数(ベクトル場)の偏導関数が偏微分可能である場合には偏導関数の偏導関数が得られますが、これを2階の偏導関数と呼びます。同様に、3階の偏導関数、4階の偏導関数なども定義可能です。これらを高階の偏導関数と呼びます。

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一様収束

一様収束する関数列

関数列が一様収束することの意味を定義するとともに、関数列が一様収束すること、ないし一様収束しないことを判定する方法について解説します。

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