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確率・用語・変数変換・順序統計量
競合とは、複数の独立な指数事象が『どれが最初に起きるか』を競う状況です。最小値が『最初の事象がいつ来るか(時刻)』を問うのに対し、競合は『どれが勝ったか(勝者の識別)』を問います。直感は『勢い(率)が大きい者ほど先に起きやすい』で、各者が勝つ確率はちょうど率に比例し、 になります。
競合(competing exponentials)は、独立な指数事象 (
問いの違い
最小値(C024)は『いつ最初の事象が起きるか』、競合は『どれが先に起きるか(勝者)』。同じ場面の別側面で、答えの式も異なる。
2変数の公式
C024と同じ設定
独立な指数 で は?
で成分3が最初に起きる確率は?
競合(どれが先か)と最小値(いつか)の関係は?
複数の独立指数事象が競うとき、最初に起こる確率は率に比例する。
2変数の基本公式は です( が独立)。これを 変数へ一般化すると、成分 が最初に起きる確率は です。勝つ確率は率に比例し、率の総和で正規化したものになります。
重要な性質を3つ。第1に、勝つ確率の合計は で、必ずどれか1つが最初に起きる。第2に、『どれが最初か(勝者)』と『最初の事象がいつか(最小値 指数分布 )』は独立——勝者を知っても発生時刻の分布は変わらず、その逆も同様。これは指数分布ならではで、ポアソン過程の解析を大きく簡単にします。第3に、これは 間引きと表裏一体です。保険でいえば、複数の独立な事故原因のうち『どの原因のクレームが最初に来るか』の確率を、率の比だけで即座に出せる、という実用性があります。
n変数への一般化
。勝つ確率は率に比例し、総和で正規化。合計すると1になる。
勝者と時刻は独立
『どれが勝つか』と『最小値がいつか 指数分布 』は独立(指数特有)。
間引きとの関係
率 の事象を確率 で原因別に振り分けるのは、ポアソン過程の間引きと同じ構造。
一般の独立変数どうしの大小比較(全確率の法則)
X,Yが独立で少なくとも一方が指数分布でない場合、(Xが離散なら、連続なら)で計算する。指数どうしの競合公式はこの特別な場合にあたる。
各者が最初に『勝つ』確率:。
合計 。