อ่าน 5 นาที
สัญกรณ์กระบวนการจุด
ใน วิชาความน่าจะเป็น และ สถิติ สั ญกรณ์กระบวนการจุด ประกอบด้วย สัญกรณ์ทางคณิตศาสตร์ หลากหลาย รูปแบบ ที่ใช้ในการแสดง วัตถุ สุ่ม ที่เรียกว่า กระบวนการจุด ซึ่งใช้ในสาขาที่เกี่ยวข้อง...
สัญกรณ์กระบวนการจุด
| ความน่าจะเป็น |
|---|
|
ในวิชาความน่าจะเป็นและสถิติสั ญกรณ์กระบวนการจุด ประกอบด้วย สัญกรณ์ทางคณิตศาสตร์หลากหลาย รูปแบบ ที่ใช้ในการแสดงวัตถุสุ่ม ที่เรียกว่ากระบวนการจุดซึ่งใช้ในสาขาที่เกี่ยวข้อง เช่นเรขาคณิตเชิงสุ่มสถิติเชิงพื้นที่และทฤษฎีการซึมผ่านแบบต่อเนื่องและมักใช้เป็นแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของปรากฏการณ์สุ่มที่สามารถแสดงได้ในรูปจุด ในเวลา ในอวกาศ หรือทั้งสองอย่าง
สัญลักษณ์จะแตกต่างกันไปตามประวัติของสาขาคณิตศาสตร์บางสาขาและการตีความกระบวนการจุดที่แตกต่างกัน[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] และยืมสัญลักษณ์จากสาขาการศึกษาคณิตศาสตร์ เช่นทฤษฎีการวัดและทฤษฎีเซต[ 1 ]
การตีความกระบวนการจุด
สัญลักษณ์และศัพท์เฉพาะของกระบวนการจุดขึ้นอยู่กับการตั้งค่าและการตีความในฐานะวัตถุทางคณิตศาสตร์ซึ่งภายใต้สมมติฐานบางประการสามารถตีความได้ว่าเป็นลำดับ จุดแบบสุ่ม ชุด จุด แบบสุ่มหรือการวัดการนับแบบสุ่ม[ 1 ]
ลำดับจุดแบบสุ่ม
ในกรอบทางคณิตศาสตร์บางกรอบ กระบวนการจุดที่กำหนดอาจถือได้ว่าเป็นลำดับของจุด โดยแต่ละจุดวางตำแหน่งแบบสุ่มในปริภูมิยุคลิดมิติ d R d [ 1 ] เช่นเดียวกับ ปริภูมิทางคณิตศาสตร์นามธรรมอื่นๆ อีกด้วย โดยทั่วไปแล้ว การที่ลำดับสุ่มเทียบเท่ากับการตีความอื่นๆ ของกระบวนการจุดหรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับปริภูมิทางคณิตศาสตร์พื้นฐาน แต่สิ่งนี้เป็นจริงสำหรับการตั้งค่าของ ปริภูมิยุคลิดมิติจำกัดR d [ 4 ]
ชุดจุดแบบสุ่ม
กระบวนการจุดเรียกว่าเรียบง่ายหากไม่มีจุดสองจุด (หรือมากกว่านั้น) ที่ตรงกันในตำแหน่งด้วยความน่าจะเป็นหนึ่งเนื่องจากกระบวนการจุดมักจะเรียบง่ายและลำดับของจุดไม่สำคัญ การรวบรวมจุดสุ่มจึงสามารถพิจารณาได้ว่าเป็นเซตของจุดสุ่ม[ 1 ] [ 5 ]ทฤษฎีเซตสุ่มได้รับการพัฒนาโดยอิสระโดยDavid KendallและGeorges Matheronในแง่ของการพิจารณาว่าเป็นเซตสุ่ม ลำดับของจุดสุ่มจะเป็นเซตปิดสุ่มหากลำดับนั้นไม่มีจุดสะสมด้วยความน่าจะเป็นหนึ่ง[ 6 ]
กระบวนการจุดมักจะแสดงด้วยตัวอักษรตัวเดียว[ 1 ] [ 7 ] [ 8 ]ตัวอย่างเช่นและหากพิจารณากระบวนการจุดเป็นเซตสุ่มแล้ว สัญลักษณ์ที่สอดคล้องกันคือ: [ 1 ]
ใช้เพื่อแสดงว่าจุดสุ่มเป็นสมาชิกของ (หรือเป็นส่วนหนึ่งของ) กระบวนการจุดทฤษฎีเซตสุ่มสามารถนำไปใช้กับกระบวนการจุดได้เนื่องจากการตีความนี้ ซึ่งเมื่อรวมกับการตีความลำดับสุ่มแล้ว ส่งผลให้กระบวนการจุดสามารถเขียนได้ดังนี้:
ซึ่งเน้นการตีความว่าเป็นลำดับสุ่มหรือเซตปิดแบบสุ่มของจุด[ 1 ]นอกจากนี้ บางครั้งตัวอักษรพิมพ์ใหญ่จะแทนกระบวนการจุด ในขณะที่ตัวอักษรพิมพ์เล็กแทนจุดจากกระบวนการ ดังนั้น ตัวอย่างเช่น จุด(หรือ) เป็นส่วนหนึ่งของ หรือ เป็นจุดของกระบวนการจุดหรือด้วยสัญกรณ์เซต[ 8 ]
การวัดแบบสุ่ม
เพื่อแสดงจำนวนจุดที่อยู่ในเซต Borel บางเซต บางครั้งจะเขียนว่า[ 7 ]
โดยที่เป็นตัวแปรสุ่มและเป็นมาตรวัดการนับซึ่งให้จำนวนจุดในเซตบางเซต ในนิพจน์ทางคณิตศาสตร์ นี้ กระบวนการจุดจะถูกแทนด้วย:
- .
ในทางกลับกัน สัญลักษณ์:
แสดงถึงจำนวนจุดของในในบริบทของการวัดแบบสุ่ม เราสามารถเขียนได้ดังนี้:
เพื่อระบุว่ามีเซตที่ประกอบด้วยจุดของกล่าวอีกนัยหนึ่ง กระบวนการจุดสามารถพิจารณาได้ว่าเป็นการวัดแบบสุ่มที่กำหนดการวัด ค่าจำนวนเต็มที่ไม่เป็นลบ ให้กับเซต[ 1 ]การตีความนี้ได้กระตุ้นให้กระบวนการจุดถูกพิจารณาว่าเป็นเพียงชื่ออื่นของการวัดการนับแบบสุ่ม[ 9 ] : 106 และเทคนิคของทฤษฎีการวัดแบบสุ่มนำเสนอวิธีอื่นในการศึกษากระบวนการจุด[ 1 ] [ 10 ]ซึ่งยังกระตุ้นให้มีการใช้สัญลักษณ์ต่างๆ ที่ใช้ใน ทฤษฎี การบูรณาการและการวัด[ a ]
สัญกรณ์คู่
การตีความที่แตกต่างกันของกระบวนการจุดในฐานะเซตสุ่มและการวัดการนับนั้นถูกบันทึกไว้ด้วยสัญลักษณ์ที่ใช้บ่อย[ 1 ] [ 3 ] [ 8 ] [ 11 ]ซึ่ง:
- หมายถึงเซตของจุดสุ่ม
- หมายถึงตัวแปรสุ่มที่ให้จำนวนจุดของใน(ดังนั้นจึงเป็นการวัดการนับแบบสุ่ม)
เมื่อกำหนดมาตรวัดการนับอีกครั้งด้วยสัญลักษณ์นี้ สัญลักษณ์คู่ขนานนี้หมายความว่า:
ผลรวม
ถ้าเป็นฟังก์ชันที่วัดได้บนR dแล้ว ผลรวมของเหนือจุดทั้งหมดในสามารถเขียนได้หลายวิธี[ 1 ] [ 3 ]เช่น:
ซึ่งมีลักษณะเป็นลำดับแบบสุ่ม หรือเขียนในรูปแบบเซตได้ดังนี้:
หรือเทียบเท่ากับการใช้สัญลักษณ์การอินทิเกรตดังนี้:
ซึ่งเน้นการตีความว่าเป็นการวัดการนับแบบสุ่ม สามารถใช้สัญลักษณ์การอินทิเกรตแบบอื่นเพื่อเขียนอินทิกรัลนี้ได้ดังนี้:
การตีความแบบคู่ขนานของกระบวนการจุดแสดงให้เห็นได้เมื่อเขียนจำนวนจุดในเซตดังนี้:
โดยที่ฟังก์ชันตัวบ่งชี้จะมีค่าเป็น 1 ถ้าจุดนั้นมีอยู่ในและมีค่าเป็นศูนย์ถ้าไม่มี ซึ่งในการตั้งค่านี้เรียกอีกอย่างว่าการวัดแบบ Dirac [ 11 ]ในนิพจน์นี้ การตีความการวัดแบบสุ่มจะอยู่ทางด้านซ้ายมือในขณะที่การใช้สัญลักษณ์เซตแบบสุ่มจะอยู่ทางด้านขวามือ
ความคาดหวัง
ค่าเฉลี่ยหรือค่าที่คาดหวังของผลรวมของฟังก์ชันเหนือกระบวนการจุดเขียนได้ดังนี้: [ 1 ] [ 3 ]
โดยที่ (ในความหมายของการวัดแบบสุ่ม) เป็นการวัดความน่าจะเป็น ที่เหมาะสม ซึ่งกำหนดไว้บนพื้นที่ของการวัดการนับ ค่าที่คาดหวังของ สามารถเขียนได้ดังนี้: [ 1 ]
ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าการวัดโมเมนต์ แรก ของ ความคาดหวังของผลรวมสุ่มดังกล่าว ซึ่งเรียกว่ากระบวนการช็อตนอยส์ในทฤษฎีของกระบวนการจุด สามารถคำนวณได้ด้วยทฤษฎีบทของแคมป์เบลล์[ 2 ]
การใช้งานในสาขาอื่นๆ
กระบวนการจุดถูกนำไปใช้ในสาขาวิชาคณิตศาสตร์และสถิติอื่นๆ ดังนั้นสัญลักษณ์นี้จึงอาจถูกนำไปใช้ในสาขาต่างๆ เช่นเรขาคณิตเชิงสุ่มสถิติเชิงพื้นที่หรือทฤษฎีการซึมผ่านแบบต่อเนื่องและสาขาอื่นๆ ที่ใช้วิธีการและทฤษฎีจากสาขาเหล่านี้
ดูเพิ่มเติม
- สัญลักษณ์ตัวอักษรและตัวเลขทางคณิตศาสตร์
- สัญกรณ์ทางคณิตศาสตร์
- สัญลักษณ์ในความน่าจะเป็น
- ตารางสัญลักษณ์ทางคณิตศาสตร์
หมายเหตุ
- ^ตามที่ได้กล่าวไว้ในบทที่ 1 ของ Stoyan, Kendall และ Mechke [ 1 ]การเปลี่ยนแปลง สัญกรณ์ อินทิกรัลโดยทั่วไปใช้กับอินทิกรัลทั้งหมดที่นี่และที่อื่น ๆ
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ สัญกรณ์กระบวนการจุด
ใน วิชาความน่าจะเป็น และ สถิติ สั ญกรณ์กระบวนการจุด ประกอบด้วย สัญกรณ์ทางคณิตศาสตร์ หลากหลาย รูปแบบ ที่ใช้ในการแสดง วัตถุ สุ่ม ที่เรียกว่า กระบวนการจุด ซึ่งใช้ในสาขาที่เกี่ยวข้อง...
การตีความกระบวนการจุด
สัญลักษณ์และศัพท์เฉพาะของกระบวนการจุดขึ้นอยู่กับการตั้งค่าและการตีความในฐานะวัตถุทางคณิตศาสตร์ซึ่งภายใต้สมมติฐานบางประการสามารถตีความได้ว่าเป็น ลำดับ จุดแบบสุ่ม ชุด จุด แบบสุ่มหรือการ วัดการนับแบบสุ่ม [ 1 ]
ลำดับจุดแบบสุ่ม
ในกรอบทางคณิตศาสตร์บางกรอบ กระบวนการจุดที่กำหนดอาจถือได้ว่าเป็นลำดับของจุด โดยแต่ละจุดวางตำแหน่งแบบสุ่มใน ปริภูมิยุคลิด มิติ d R d [ 1 ] เช่นเดียวกับ ปริภูมิทางคณิตศาสตร์ นามธรรมอื่นๆ อีกด้วย โดยทั่วไปแล้ว การที่ลำดับสุ่มเทียบเท่ากับการตีความอื่นๆ...
ชุดจุดแบบสุ่ม
กระบวนการจุดเรียกว่า เรียบง่าย หากไม่มีจุดสองจุด (หรือมากกว่านั้น) ที่ตรงกันในตำแหน่งด้วย ความน่าจะเป็นหนึ่ง เนื่องจากกระบวนการจุดมักจะเรียบง่ายและลำดับของจุดไม่สำคัญ การรวบรวมจุดสุ่มจึงสามารถพิจารณาได้ว่าเป็นเซตของจุดสุ่ม [ 1 ] [ 5 ]...