Dlaczego rozkład geometryczny i rozkład hipergeometryczny są nazywane jako takie?

Odpowiedzi:

23

Tak, terminy odnoszą się do funkcji masy prawdopodobieństwa (pmfs).

2500 lat temu Euclid (w księgach VIII i IV swoich elementów ) badał sekwencje długości o wspólnych proporcjach. . W pewnym momencie takie sekwencje stały się znane jako „postępy geometryczne” (chociaż termin „geometryczny” mógł z podobnego powodu równie łatwo zostać zastosowany do wielu innych regularnych szeregów, w tym również tych zwanych teraz „arytmetycznymi”).

Funkcja masy prawdopodobieństwa rozkładu geometrycznego z parametrem p tworzy postęp geometryczny

p,p(1p),p(1p)2,,p(1p)n,.

Tutaj wspólna proporcja wynosi .1p

Kilkaset lat temu znaczna generalizacja takich postępów stała się ważna w badaniach krzywych eliptycznych, równań różniczkowych i wielu innych głęboko powiązanych ze sobą obszarów matematyki. Uogólnienie zakłada, że ​​względne proporcje między kolejnymi terminami na pozycjach i k + 1 mogą się różnić, ale ogranicza charakter tej zmiany: proporcje muszą być daną racjonalną funkcją k . Ponieważ wychodzą one „ponad” lub „poza” postęp geometryczny (dla którego funkcja wymierna jest stała), nazwano je hipergeometrycznymi od starożytnego greckiego przedrostka ˊ υ π ε ρkk+1kυ`περ („hyper”).

Funkcją masy prawdopodobieństwa z hypergeometric funkcji z parametrami a n ma postaćN,K,n

p(k)=(Kk)(NKnk)(Nn)

dla odpowiedniego . Stosunek kolejnych prawdopodobieństw jest zatem równyk

p(k+1)p(k)=(Kk)(nk)(k+1)(NKn+k+1),

racjonalna funkcja stopnia . To umieszcza prawdopodobieństwa w (szczególnym rodzaju) progresji hipergeometrycznej.( 2 , 2 )k(2,2)

Whuber
źródło
Dzięki! Czy istnieją inne rozkłady, których pmfs również tworzą progresje geometryczne lub hipergeometryczne?
Tim
2
Jeśli pmf tworzy postęp geometryczny, musi być przesuniętym, przeskalowanym i / lub obciętym rozkładem geometrycznym. Jeśli tworzy hipergeometryczny postęp stopnia (2,2), to podobny wniosek jest podobny. Istnieją rozkłady powiązane z dowolną serią, która sumuje się do wartości skończonej, więc rozkład hipergeometryczny uogólnia się na wiele innych rozkładów (przy użyciu różnych funkcji wymiernych). Większość z nich nie ma nazwisk. Jednym wyjątkiem jest ujemny rozkład dwumianowy, którego pmf jest hipergeometryczny stopnia (1,1).
whuber
Dzięki! Czy pmf rozkładu Poissona tworzy jakąś specjalną serię / progresję? Biorąc pod uwagę rozkład Poission z parametrem częstości , a następnie . Czy pmf tworzy jakąś specjalną serię lub progresję? p ( k + 1 ) / p ( k ) = λ / ( k + 1 )λp(k+1)/p(k)=λ/(k+1)
Tim
2
Tak, to racjonalna funkcja stopnia (0,1), więc pasuje do ogólnej definicji progresji hipergeometrycznej.
whuber
3

Według jednego źródła wynika to z tego, że dla rozkładu geometrycznego pmf (k) jest średnią geometryczną pmf (k-1) i pmf (k + 1). Średnia geometryczna dwóch liczb A i B to . Klasycznie problem ten interpretowano jako znalezienie długości boków kwadratu o powierzchni równej prostokątowi o bokach długości A i B, problem geometryczny. AB

veryshuai
źródło
3
Twoje źródło odwołuje się do spekulacji, o których mówiłem (nieco eliptycznie) na początku mojej odpowiedzi. Internet jest pełen ludzi, którzy robią to samo, ale ponieważ geometrycznie równie łatwo jest znaleźć środek arytmetyczny jako środek geometryczny, w końcu ta właściwość (posiadanie „geometrycznej” konstrukcji) niczego nie wyjaśnia. Bardzo interesujące byłoby znalezienie autorytetu, który mógłby wyśledzić faktyczne historyczne zastosowania „geometrycznych” i „arytmetycznych”, aby pomóc nam zrozumieć, w jaki sposób te terminy powstały.
whuber