من شبه المؤكد

في نظرية الاحتمالات ، يُقال إن حدثًا ما يقع شبه مؤكد (يُختصر أحيانًا بـ μ ) إذا وقع باحتمال 1 (بالنسبة لمقياس الاحتمال). [ 1 ] بعبارة أخرى، فإن مجموعة النتائج التي لا يقع فيها الحدث لها احتمال 0، حتى وإن لم تكن المجموعة فارغة. يُشابه هذا المفهوم مفهوم " شبه مؤكد " في نظرية القياس . في التجارب الاحتمالية على فضاء عينة محدود باحتمال غير صفري لكل نتيجة، لا يوجد فرق بين شبه مؤكد ومؤكد ( لأن احتمال 1 يستلزم تضمين جميع نقاط العينة )؛ ومع ذلك، يصبح هذا التمييز مهمًا عندما يكون فضاء العينة مجموعة غير منتهية ، [ 2 ] لأن المجموعة غير المنتهية يمكن أن تحتوي على مجموعات جزئية غير فارغة باحتمال 0.

من أمثلة استخدام هذا المفهوم: الصيغتان القوية والموحدة لقانون الأعداد الكبيرة ، واستمرارية مسارات الحركة البراونية ، ونظرية القرد اللانهائي . كما يُستخدم مصطلحا "شبه مؤكد" (ac) و "شبه دائم" (aa). أما "شبه مستحيل" فيصف عكس " شبه مؤكد" : فالحدث الذي يقع باحتمالية صفرية يكاد يكون مستحيلاً . [ 3 ]

التعريف الرسمي

يترك(Ω،F،P){\displaystyle (\Omega ,{\mathcal {F}},P)}ليكن فضاء احتمالي . حدثهـF{\displaystyle E\in {\mathcal {F}}}يحدث ذلك بشكل شبه مؤكد إذاP(هـ)=1{\displaystyle P(E)=1}أو بعبارة أخرى،هـ{\displaystyle E}يحدث ذلك بشكل شبه مؤكد إذا كان احتمالهـ{\displaystyle E}عدم حدوثه يساوي صفرًا :P(هـج)=0{\displaystyle P(E^{C})=0}وبشكل أعم، أي مجموعةهـΩ{\displaystyle E\subseteq \Omega }(ليس بالضرورة فيF{\displaystyle {\mathcal {F}}}يحدث هذا على الأرجح إذاهـج{\displaystyle E^{C}}مجموعة فرعية مُضمنة في مجموعة فارغةشمال{\displaystyle N}فيF{\displaystyle {\mathcal {F}}}بحيثP(شمال)=0{\displaystyle P(N)=0}[ 4 ] يعتمد مفهوم شبه اليقين على مقياس الاحتماليةP{\displaystyle P}إذا كان من الضروري التأكيد على هذا الترابط، فمن المعتاد القول إن الحدثهـ{\displaystyle E}يحدث P - بشكل شبه مؤكد، أو بشكل شبه مؤكد(P){\displaystyle \left(\!P\right)}.

أمثلة توضيحية

بشكل عام، يمكن أن يحدث حدث ما "بشكل شبه مؤكد"، حتى لو كانت مساحة الاحتمالات المعنية تتضمن نتائج لا تنتمي إلى الحدث - كما توضح الأمثلة التالية.

رمي السهام

مثال على ذلك هو رمي سهم على مربع مساحته وحدة واحدة (مربع مساحته 1 ) بحيث يصيب السهم نقطة محددة داخل المربع، مع تساوي احتمالية إصابة كل نقطة فيه. بما أن مساحة المربع تساوي 1، فإن احتمال إصابة السهم لأي جزء منه يساوي مساحة ذلك الجزء. على سبيل المثال، احتمال إصابة السهم للنصف الأيمن من المربع هو 0.5، لأن مساحة النصف الأيمن تساوي 0.5.

إن احتمال إصابة السهم لنقطة معينة في أقطار المربع ذي الوحدة يساوي صفرًا، لأن مساحة أقطار المربع تساوي صفرًا. أي أن السهم لن يهبط على قطر تقريبًا (وبالتالي، من شبه المؤكد أنه لن يهبط على قطر)، على الرغم من أن مجموعة النقاط على الأقطار ليست فارغة، وأن احتمال وقوع نقطة على قطر لا يقل عن احتمال وقوع أي نقطة أخرى.

رمي قطعة نقدية بشكل متكرر

مثال آخر هو رمي عملة معدنية (قد تكون متحيزة)، وهو ما يتوافق مع فضاء الاحتمالات.({ح،تي}،2{ح،تي}،P){\displaystyle (\{H,T\},2^{\{H,T\}},P)}، حيث الحدث{ح}{\displaystyle \{H\}}يحدث ذلك إذا انقلبت الصورة، و{تي}{\displaystyle \{T\}}إذا ظهرت الكتابة. بالنسبة لهذه العملة تحديدًا، يُفترض أن احتمال ظهور الصورة هوP(ح)=ص(0،1){\displaystyle P(H)=p\in (0,1)}ومن ثمّ يتبين أن الحدث المكمل، وهو ظهور صورة الوجه الخلفي، له احتمالP(تي)=1-ص{\displaystyle P(T)=1-p}.

أُجريت تجربة حيث تم رمي العملة المعدنية بشكل متكرر، وكانت النتائجX1،X2،...{\displaystyle X_{1},X_{2},\ldots }والافتراض بأن نتيجة كل رمية مستقلة عن جميع النتائج الأخرى (أي أنها مستقلة وموزعة بشكل متطابق ؛ iid ).

في هذه الحالة، أي سلسلة لانهائية من الصور والكتابة هي نتيجة محتملة للتجربة. مع ذلك، فإن أي سلسلة لانهائية محددة من الصور والكتابة لديها احتمال صفري أن تكون النتيجة الدقيقة للتجربة (اللانهائية). هذا لأن فرضية الاستقلال والتوزيع المتطابق تعني أن احتمال ظهور جميع الصور عند قلب العملة يساوي صفرًا.ن{\displaystyle n}التقلبات هي ببساطةP(Xأنا=ح، أنا=1،2،...،ن)=(P(X1=ح))ن=صن{\displaystyle P(X_{i}=H,\ i=1,2,\dots ,n)=\left(P(X_{1}=H)\right)^{n}=p^{n}}تأجيرن{\displaystyle n\rightarrow \infty }ينتج عنه 0، لأنص(0،1){\displaystyle p\in (0,1)}بافتراض ذلك، ستكون النتيجة هي نفسها بغض النظر عن مدى انحياز العملة نحو الصورة، طالما أنص{\displaystyle p}تقع القيمة بدقة بين 0 و1. في الواقع، تنطبق النتيجة نفسها حتى في التحليل غير القياسي - حيث يُسمح بالاحتمالات المتناهية الصغر. [ 5 ]

علاوة على ذلك، فإن الحدث "يحتوي تسلسل الرميات على رمية واحدة على الأقلتي{\displaystyle T}سيحدث ذلك أيضًا بشكل شبه مؤكد (أي باحتمالية 1). إذا توقف تقليب الورق بعد فترة زمنية محددة، ولتكن مليون تقليبة، بدلًا من عدد لا نهائي من التقليبات، فإن احتمال الحصول على سلسلة من جميع الصور،ص1،٠٠٠،٠٠٠{\displaystyle p^{1,000,000}}لن تكون القيمة صفرًا بعد الآن، بينما تزداد احتمالية الحصول على ذيل واحد على الأقل.1-ص1،٠٠٠،٠٠٠{\displaystyle 1-p^{1,000,000}}، لن يكون 1 بعد الآن (أي أن الحدث لم يعد شبه مؤكد).

شبه مؤكد تقريبًا

In asymptotic analysis, a property is said to hold asymptotically almost surely (a.a.s.) if over a sequence of sets, the probability converges to 1. This is equivalent to convergence in probability. For instance, in number theory, a large number is asymptotically almost surely composite, by the prime number theorem; and in random graph theory, the statement "G(n,pn){\displaystyle G(n,p_{n})} is connected" (where G(n,p){\displaystyle G(n,p)} denotes the graphs on n{\displaystyle n} vertices with edge probability p{\displaystyle p}) is true a.a.s. when, for some ε>0{\displaystyle \varepsilon >0}

pn>(1+ε)lnnn.{\displaystyle p_{n}>{\frac {(1+\varepsilon )\ln n}{n}}.}   [6]

In number theory, this is referred to as "almost all", as in "almost all numbers are composite". Similarly, in graph theory, this is sometimes referred to as "almost surely".[7]

See also

Notes

  1. Weisstein, Eric W. "Almost Surely". mathworld.wolfram.com. Retrieved 2019-11-16.
  2. "Almost surely - Math Central". mathcentral.uregina.ca. Retrieved 2019-11-16.
  3. Grädel, Erich; Kolaitis, Phokion G.; Libkin, Leonid; Marx, Maarten; Spencer, Joel; Vardi, Moshe Y.; Venema, Yde; Weinstein, Scott (2007). Finite Model Theory and Its Applications. Springer. p. 232. ISBN 978-3-540-00428-8.
  4. Jacod, Jean; Protter (2004). Probability Essentials. Springer. p. 37. ISBN 978-3-540-438717.
  5. Williamson, Timothy (2007-07-01). "How probable is an infinite sequence of heads?". Analysis. 67 (3): 173–180. doi:10.1093/analys/67.3.173. ISSN 0003-2638.
  6. فريدغوت، إيهود؛ رودل، فويتش؛ روسينسكي، أندريه؛ تيتالي، براساد (يناير 2006). "عتبة حادة للرسوم البيانية العشوائية ذات المثلث أحادي اللون في كل تلوين للحواف". مذكرات الجمعية الرياضية الأمريكية . 179 (845). مكتبة الجمعية الرياضية الأمريكية: 3-4 . doi : 10.1090/memo/0845 . ISSN 0065-9266 . S2CID 9143933 .  
  7. سبنسر، جويل هـ. (2001). "0. مثالان تمهيديان" . المنطق الغريب للرسوم البيانية العشوائية . الخوارزميات والتوافقية. المجلد 22. سبرينغر. ص 4. ISBN   978-3540416548.

مراجع

  • روغرز، إل سي جي؛ ويليامز، ديفيد (2000). الانتشار، وعمليات ماركوف، والمارتينجالات . المجلد  1: الأسس. مطبعة جامعة كامبريدج. ISBN 978-0521775946.
  • ويليامز، ديفيد (1991). الاحتمالات مع المارتينجالات . كتب كامبريدج الرياضية. مطبعة جامعة كامبريدج. ISBN 978-0521406055.