为什么是x + x = 2 xx+x=2x, 但X+ X≠ 2 XX+X≠2X?

机器算法验证 可能性 随机变量
2022-03-08 00:20:24

在这个 AP 中心页面Random Variables vs. Algebraic Variables中,作者 Peter Flanagan-Hyde 对代数变量和随机变量进行了区分。

他部分说

x+x=2x, 但 X+X2X

——其实就是文章的副标题。

代数变量和随机变量之间的基本区别是什么?

3个回答

[这个问题的早期版本要求一个完全避开数学的答案;这个答案试图给出一些直观的动机,与被问到的文件类似。]

当它说时,链接页面是错误的。X+X2X

在示例是一个随机变量,表示骰子表面显示的数字——类似“掷六面骰子一次并记录骰子表面数字”的实验结果。X

所以你掷骰子并写下你所看到的。无论您记录什么数字都是 ... 所以代表添加到自身的结果。如果你掷另一个骰子,你之前写下的那个数字不会改变。XX+X

稍后在页面上它说:

但是,当掷两个骰子时,结果是不同的。调用代表两个骰子过程的结果的随机变量(表示“两个”)。我们可以写成该等式表示是随机变量TT=X+XTT

该引用的最后可能是一个印刷错误,它们的意思是不是那里(因为如果是,他们只是说是它自身的两个实例的结果)。但是用那个替换它仍然是不正确的。XTTT

如果您有两个独立的实验实例(掷骰子,记录显示的数字),您正在处理两个不同的随机变量。

所以想象我有一个红色骰子和一个蓝色骰子。然后我可以说“让红色骰子的结果为,蓝色骰子的结果为 ”。然后我们可以按照该链接页面上的示例,将定义为这两个骰子上显示的数字的总和,因此如果骰子和掷骰子过程是公平的,那么的分布是相同的,但(随机变量)是不同的。X1X2TT=X1+X2X1X2X1X2

[whuber 在这里对随机变量(及其总和)进行了精彩的讨论,并且这里更详细地介绍了随机变量的概念(如果在某些地方更技术性的话)我建议您至少阅读第一个链接中的答案。]

之所以出现这个问题,是因为作者把随机变量和它的分布搞混了。你可以在这里看到:

在这种情况下,学生确实认为随机变量 X 代表一个单一的未知值,就像他们考虑代数变量一样。但 X 实际上是指可能值的分布和相关的概率。

他明确地将随机变量与其分布混为一谈。

事实上,随机变量在许多方面就像其他代数变量一样,并且通常可以以相同的方式进行操作。特别是,单个单变量随机变量不能同时代表两个不同的量(如两个不同掷骰子的结果)。真的是X+X2X

您链接到的页面完全错误。他写了,尽管他说他正在掷两个独立的骰子。这意味着他应该写其中是两个骰子的结果。T=X+XT=X+YXY

调用两个是完全错误的,因为随机变量必须是观察掷骰子的实现,而不是两次或更多。XXone

对于随机变量,确实X+X=2X

那么,让我们首先解决这个问题:“代数变量和随机变量之间的基本区别是什么?”

随机变量X根本不是代数变量。形式上,它被定义为来自概率空间的函数ΩR.

好的……这真正的意思是你进行随机实验(例如掷骰子,随机选择一个人),然后对这些实验进行测量(例如,骰子上面的数字、身高、性别、人的胆固醇水平)。套装Ω是所有可能的实验的集合。在特定的实验中ωΩ, 你做一个测量X(ω):这就是为什么正式它是一个函数ΩR.

现在总的来说,我们完全忘记了Ω. 随机变量是根据它们的概率定律定义的。在公平骰子的情况下,您只需说

  • P(X=k)=16为了k=1,,6(概率X等于k是 1/6k从 1 到 6),

代替

  • P({ωΩ : X(ω)=k})(掷骰子的集合X— 上脸 — 是k概率为 1/6)...

它更简单。你甚至可以完全避免打扰学生Ω.

我希望这能带来一些启示。

现在这个家伙是什么意思X+X2X是不是这样一个度量与自身的总和不是这个度量的两倍——不幸的是,这就是他所写的。他的意思是,在不同实验中进行的两种此类测量的总和,与两次测量具有不同的规律。这可以写成X1X2X1+X22X1(事实上具有相同的分布并不意味着相同的分布)。X1X2X1+X22X1