離散型の確率分布

確率に関して定量的な分析を行うために確率変数を用いて標本点を数値化します。特に、試行において起こり得る結果が有限個ないし可算個である場合には離散型の確率変数を利用します。

学習内容

離散型の確率分布

取り得る値からなる集合が有限集合もしくは可算集合であるような確率変数を離散型の確率変数と呼びます。

離散型の確率変数

それぞれの標本点に対して実数を1つずつ割り当てる写像を確率変数と呼びます。値域が有限集合または可算集合であるような確率変数を離散型の確率変数と呼びます。

離散型確率変数の分布関数(累積分布関数)

離散型の確率変数の分布関数とは、確率変数がある値以下の値をとる確率を与えることを通じて、その確率変数の確率分布を記述する関数です。

離散型確率変数の確率質量関数

離散型の確率変数が与えられたとき、それぞれの実数に対して、確率変数がその実数を値としてとる確率を特定する関数を確率質量関数などと呼びます。

離散型確率変数の期待値

確率変数がとり得るそれぞれの値に対して、その値が実現する確率との積をとった上で、得られた積の総和をとると期待値と呼ばれる指標が得られます。

離散型確率変数の分散と標準偏差

離散型の確率変数がとり得るそれぞれの値に対して、その値と期待値の差の平方をとった上で、得られた平方の総和をとると分散と呼ばれる指標が得られます。分散の正の平方根を標準偏差と呼びます。

離散型確率変数のメディアン

離散型確率変数のメディアンを定義するとともに、その性質について解説します。

離散型確率変数のモード

離散型確率変数のモードを定義するとともに、その性質について解説します。

離散型確率変数の中央化・標準化・正規化

期待値が0になるように確率変数を変換する操作を中央化と呼び、期待値が0で分散が1になるように確率変数を変換する操作を標準化と呼び、確率変数がとり得る値の範囲が0以上1以下になるように確率変数を変換する操作を正規化と呼びます。

離散型確率変数を変換した場合の確率分布の変化

離散型の確率変数を単調増加変換した場合、単調減少変換した場合、単射との合成関数をとった場合、標準化した場合などについて、変換後の確率分布を求める方法を解説します。

離散型確率変数のモーメント(積率)

離散型確率変数のモーメント(積率)と呼ばれる概念を定義するとともに、モーメントと期待値、ないし分散の関係などを解説します。

離散型確率変数のモーメント母関数(積率母関数)

離散型の確率変数の確率分布はモーメント母関数を用いて表現することもできます。また、モーメント母関数から任意次のモーメントを導出できます。

離散型確率変数の特性関数

離散型の確率変数の確率分布は特性関数を用いて表現することもできます。また、特性関数から任意次のモーメントを導出できます。

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、その確率変数の実現値がある値以上である確率の上限を特定できます。

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。

離散型の同時確率分布

問題としている試行において複数の確率変数を同時に扱う必要がある場合、それを同時確率変数として表現します。

離散型の同時確率変数

それぞれの標本点に対して2次元ベクトルを1つずつ割り当てる写像を同時確率変数と呼びます。離散型の2個の確率変数から定義される同時確率変数を離散型の同時確率変数と呼びます。

離散型同時確率変数の同時分布関数(同時累積分布関数)

離散型の同時確率変数の同時分布関数とは、同時確率変数があるベクトル値以下の値をとる確率を与えることを通じて確率分布を記述する関数です。

離散型同時確率変数の同時確率質量関数

離散型の同時確率変数が与えられたとき、それぞれの実数の順序対に対して、同時確率変数がその順序対を値としてとる確率を特定する関数を同時確率関数や同時確率質量関数などと呼びます。

離散型同時確率変数の周辺化(周辺確率質量関数)

同時確率変数の同時確率分布から導かれる個々の確率変数の確率分布を周辺確率分布と呼びます。離散型の確率変数の周辺確率分布は周辺確率密度関数によって表現されます。

離散型同時確率変数の周辺化(周辺分布関数)

同時確率変数の同時確率分布から導かれる個々の確率変数の確率分布を周辺確率分布と呼びます。周辺確率分布は周辺分布関数によって表現することもできます。

2つの離散型確率変数の独立性

2つの離散型確率変数が独立であることの意味を定義するとともに、それを判定する方法について解説します。

同一分布にしたがう2つの離散型確率変数

2つの離散型確率変数が同一の確率分布にしたがうことの意味を定義するとともに、それを判定する方法について解説します。

独立同一分布(i.i.d.)にしたがう2つの離散型確率変数

2つの離散型確率変数が独立であるとともに同一の確率分布にしたがう場合、それらの確率は独立同一分布にしたがう(i.d.d.)と言います。

離散型同時確率変数の期待値

離散型の同時確率変数の期待値を定義するとともに、同時確率変数と2変数関数の合成関数として定義される確率変数の期待値を求める方法を解説します。また、独立な確率変数の積の期待値は個々の確率変数の期待値の積と一致することを示します。

離散型同時確率変数の分散と標準偏差

離散型の同時確率変数の分散を定義するとともに、同時確率変数と2変数関数の合成関数として定義される確率変数の分散を求める方法を解説します。また、独立な確率変数の和の分散は個々の確率変数の分散の和と一致することを示します。

2つの離散型確率変数の共分散

2つの離散型の確率変数の値に成立する関係の傾向を測定する指標として共分散と呼ばれる概念を定義します。

2つの離散型確率変数の相関係数

2つの離散型確率変数の値の分布の関連性を表現する指標として共分散と呼ばれる指標を定義しましたが、共分散の水準は確率変数の値の単位に依存して変化してしまいます。このような欠点を克服する指標が相関係数です。

離散型同時確率変数のクロスモーメント(交差積率)

離散型の同時確率変数のクロスモーメント(交差積率)と呼ばれる概念を定義するとともに、その基本的な性質について解説します。

離散型同時確率変数の同時モーメント母関数(同時積率母関数)

離散型の同時確率変数の同時確率分布は同時モーメント母関数を用いて表現することもできます。また、同時モーメント母関数から任意次のクロスモーメントを導出できます。

離散型確率変数の条件付き確率質量関数

2つの離散型確率変数が与えられたとき、一方の確率変数が特定の値をとるという条件のもとでの他方の確率変数の確率分布を条件付き確率分布と呼びます。

離散型確率変数の条件付き分布関数

2つの離散型確率変数の一方が特定の値をとるという条件のもとでの他方の確率変数の確率分布を条件付き確率分布と呼びます。条件付き確率分布は条件付き分布関数によって表現することもできます。

離散型確率変数の条件付き期待値

2つの離散型確率変数の一方が特定の値をとるという条件のもとでの他方の確率変数の期待値を評価する際には条件付き期待値と呼ばれる概念を利用します。

離散型確率変数の条件付き分散・条件付き標準偏差

2つの離散型確率変数の一方が特定の値をとるという条件のもとでの他方の確率変数の分散を評価する際には条件付き分散と呼ばれる概念を利用します。

離散型の確率ベクトル

問題としている試行において3個以上の確率変数を同時に扱う必要がある場合、それを確率ベクトルとして表現します。

離散型の確率ベクトル(多変量確率変数)

それぞれの標本点に対してベクトルを1つずつ割り当てる写像を確率ベクトルと呼びます。特に、有限個の離散型確率変数から定義される確率ベクトルを離散型の確率ベクトルと呼びます。

離散型確率ベクトルの同時確率質量関数

離散型の確率ベクトルが与えられたとき、それぞれのベクトルに対して、確率ベクトルがそのベクトルを値としてとる確率を特定する巻数を同時確率質量関数と呼びます。

離散型確率ベクトルの同時分布関数(同時累積分布関数)

離散型確率ベクトルの同時分布関数とは、確率ベクトルがあるベクトル以下の値をとる確率を特定することを通じてその同時確率分布を記述する関数です。

離散型確率ベクトルの周辺化(周辺確率質量関数)

離散型確率ベクトルの同時確率分布が同時確率質量関数によって描写されている場合、そこから個々の確率変数の確率分布を描写する確率質量関数を導くことができます。

離散型確率ベクトルの周辺化(同時周辺確率質量関数)

離散型確率ベクトルの同時確率分布が同時確率質量関数によって描写されている場合、そこから個々の確率ベクトルの同時確率分布を描写する同時確率質量関数を導くことができます。

有限個の離散型確率変数の独立性

有限個(3個以上)の離散型確率変数が独立であることの意味を定義するとともに、有限個の離散型確率変数が独立であることを判定する方法について解説します。

同一分布にしたがう有限個の離散型確率変数

有限個(3個以上)の離散型確率変数が同一分布にしたがうことの意味を定義するとともに、それを判定する方法について解説します。

独立同一分布(i.i.d.)にしたがう有限個の離散型確率変数

有限個(3個以上)の離散型確率変数が独立であるとともに同一分布にしたがう場合、それらの確率変数は独立同一分布にしたがう(i.d.d.)と言います。

離散型の確率変数列

無限個の離散型確率変数を順番に並べたものを離散型の確率変数列と呼びます。

確認テスト

離散型の確率分布に関する確認テストです。

学習ガイド

大学の数学カリキュラムとWIISのカリキュラムは何が違うのか

多くの大学では入学後すぐに微分積分学や線形代数学を学び、その後に実数論や位相空間論などの理論的な科目へ進みます。一方、WIISでは論理学・集合論の後に実数論を学び、その上で微分積分学へ進むカリキュラムを採用しています。本記事では、それぞれの考え方とWIISの学習順序のメリットについて解説します。

最新の議論

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