एकरूपता: Difference between revisions
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{{Short description|Property of having a unique mode or maximum value}} | {{Short description|Property of having a unique mode or maximum value}}गणित में, '''एकरूपता''' का अर्थ अद्वितीय विधा (सांख्यिकी) है। सामान्यतः, एकरूपता का तात्पर्य है कि किसी गणितीय वस्तु का केवल उच्चतम मूल्य जो परिभाषित है।<ref>{{MathWorld|urlname=Unimodal|title=Unimodal}}</ref> | ||
गणित में, एकरूपता का अर्थ अद्वितीय विधा (सांख्यिकी) | |||
== यूनिमोडल संभाव्यता वितरण == | == यूनिमोडल संभाव्यता वितरण == | ||
[[File:Normal distribution pdf.svg|thumb|चित्रा 1. सामान्य वितरण की संभावना घनत्व | [[File:Normal distribution pdf.svg|thumb|चित्रा 1. सामान्य वितरण की संभावना घनत्व फलन, एकरूप वितरण का उदाहरण है।]] | ||
[[File:Bimodal.png|thumb|चित्र 2. साधारण द्विपाद | [[File:Bimodal.png|thumb|चित्र 2. साधारण द्विपाद वितरण]] | ||
[[File:Bimodal geological.PNG|thumb|चित्रा 3. द्विपक्षीय | [[File:Bimodal geological.PNG|thumb|चित्रा 3. द्विपक्षीय वितरण है। ध्यान दें कि केवल सबसे बड़ी चोटी मोड की परिभाषा के जटिल अर्थों में मोड के अनुरूप होती है।]]आँकड़ों में, एकरूप संभाव्यता ऐसा वितरण है जिसमें शिखर होता है। इस संदर्भ में मोड शब्द वितरण के किसी भी शिखर को संदर्भित करता है, न कि केवल मोड (सांख्यिकी) को जटिल परिभाषा के लिए जो आंकड़ों में सामान्य होता है। | ||
यदि एकल बहुलक है, तो वितरण फलन को एकरूपी कहा जाता है। यदि इसके अधिक मोड हैं तो यह बिमोडल (2), ट्राइमोडल (3) आदि, या सामान्य रूप से मल्टीमॉडल है।<ref>{{MathWorld|urlname=Mode|title=Mode}}</ref> चित्र 1 सामान्य बंटनों को प्रदर्शित करता है, जो एकरूपी हैं। एकरूप वितरण के अन्य उदाहरणों में [[कॉची वितरण]], छात्र का टी-वितरण है | छात्र का टी-वितरण, [[ची-वर्ग वितरण]] | यदि एकल बहुलक है, तो वितरण फलन को एकरूपी कहा जाता है। यदि इसके अधिक मोड हैं तो यह बिमोडल (2), ट्राइमोडल (3) आदि, या सामान्य रूप से मल्टीमॉडल होता है।<ref>{{MathWorld|urlname=Mode|title=Mode}}</ref> चित्र 1 सामान्य बंटनों को प्रदर्शित करता है, जो एकरूपी होता हैं। एकरूप वितरण के अन्य उदाहरणों में [[कॉची वितरण]], छात्र का टी-वितरण होता है | छात्र का टी-वितरण, [[ची-वर्ग वितरण]] एवं घातीय वितरण सम्मिलित होता हैं। असतत वितरणों के मध्य, [[द्विपद वितरण]] एवं प्वासों वितरण को एकरूपी के रूप में देखा जा सकता है, चूँकि कुछ मापदंडों के लिए उनके समीप समान संभावना वाले दो आसन्न मान होते हैं। | ||
चित्र 2 एवं 3 बिमॉडल वितरण को प्रदर्शित करता है। | |||
===अन्य परिभाषाएं=== | ===अन्य परिभाषाएं=== | ||
वितरण कार्यों में एकरूपता की अन्य परिभाषाएँ भी सम्मिलित हैं। | वितरण कार्यों में एकरूपता की अन्य परिभाषाएँ भी सम्मिलित हैं। | ||
निरंतर वितरण में, एकरूपता को संचयी वितरण | निरंतर वितरण में, एकरूपता को संचयी वितरण फलन (सीडीएफ) के माध्यम से परिभाषित किया जा सकता है।<ref name=Khinchin>{{cite journal|author=A.Ya. Khinchin|title=एकमॉडल वितरण पर|journal=Trams. Res. Inst. Math. Mech.|publisher=University of Tomsk|volume=2|issue=2|year=1938|pages=1–7|language=ru}}</ref> यदि सीडीएफ x < m के लिए उत्तल फलन एवं x > m के लिए अवतल फलन होती है, तो वितरण असमान m मोड है। ध्यान दें कि इस परिभाषा के अंतर्गत समान वितरण सतत एकरूप होते है,<ref>{{Springer|title=Unimodal distribution|id=U/u095330|first=N.G.|last=Ushakov}}</ref>कोई भी अन्य वितरण जिसमें मूल्यों की श्रेणी के लिए अधिकतम वितरण प्राप्त किया जाता है, उदहारण ट्रेपेज़ॉइडल वितरण है। सामान्यतः यह परिभाषा मोड में विच्छिन्नता की अनुमति देती है; सामान्यतः सतत वितरण में किसी मूल्य की संभावना शून्य होती है, परन्तु यह परिभाषा मोड में अन्य-शून्य संभावना, या प्रायिकता के परमाणु की अनुमति देती है। | ||
एकरूपता के मानदंड को वितरण के विशिष्ट कार्य | एकरूपता के मानदंड को वितरण के विशिष्ट कार्य संभाव्यता सिद्धांत के<ref name=Khinchin/>या इसके लाप्लास-स्टील्टजेस रूपांतरण के माध्यम से भी परिभाषित किया जा सकता है।<ref>{{cite book|title=Random summation: limit theorems and applications|author=Vladimirovich Gnedenko and Victor Yu Korolev|isbn=0-8493-2875-6|publisher=CRC-Press|year=1996}} p. 31</ref>असमान असतत वितरण को परिभाषित करने का अन्य उपाय संभावनाओं के अंतर के अनुक्रम में संकेत परिवर्तन की घटना होती है।<ref>{{cite journal|title=असतत वितरण की एकरूपता पर|journal=Periodica Mathematica Hungarica|first=P. |last=Medgyessy|volume= 2| issue = 1–4 |pages=245–257|date=March 1972|url=http://www.akademiai.com/content/j5012306777g764n/ |doi=10.1007/bf02018665|s2cid=119817256 }}</ref> संभाव्यता द्रव्यमान फलन के साथ असतत वितरण, <math>\{p_n : n = \dots, -1, 0, 1, \dots\}</math> को अनिमॉडल कहा जाता है यदि अनुक्रम <math>\dots, p_{-2} - p_{-1}, p_{-1} - p_0, p_0 - p_1, p_1 - p_2, \dots</math> उचित संकेत परिवर्तन होता है (जब शून्य की गिनती नहीं होती है)। | ||
=== उपयोग | === उपयोग एवं परिणाम === | ||
वितरण की एकरूपता के महत्व का कारण यह है कि | वितरण की एकरूपता के महत्व का कारण यह है कि कई महत्वपूर्ण परिणामों को अनुमति देता है। नीचे कई असमानताएं (गणित) दी गई हैं जो केवल एकरूपी वितरण के लिए मान्य हैं। इस प्रकार, यह आकलन करना महत्वपूर्ण है कि दिया गया डेटा समूह एकरूप वितरण से आता है या नहीं। [[बहुविध वितरण]] पर लेख में एकरूपता के लिए कई परीक्षण दिए गए हैं। | ||
===असमानताएं=== | ===असमानताएं=== | ||
{{See also| | {{See also|चेबिशेव की असमानता एकरूप वितरण}} | ||
==== गॉस की असमानता ==== | ==== गॉस की असमानता ==== | ||
प्रथम महत्वपूर्ण परिणाम गॉस की असमानता है।<ref>{{cite journal|last=Gauss|first=C. F.|author-link=Carl Friedrich Gauss|year=1823|title=न्यूनतम त्रुटियों के अधीन टिप्पणियों के संयोजन का सिद्धांत, भाग एक|journal=Commentationes Societatis Regiae Scientiarum Gottingensis Recentiores|volume=5}}</ref> गॉस की असमानता इस संभावना पर | प्रथम महत्वपूर्ण परिणाम गॉस की असमानता है।<ref>{{cite journal|last=Gauss|first=C. F.|author-link=Carl Friedrich Gauss|year=1823|title=न्यूनतम त्रुटियों के अधीन टिप्पणियों के संयोजन का सिद्धांत, भाग एक|journal=Commentationes Societatis Regiae Scientiarum Gottingensis Recentiores|volume=5}}</ref> गॉस की असमानता इस संभावना पर सीमा प्रदान करती है कि कोई मान अपने मोड से किसी भी दूरी से अधिक है। यह असमानता एकरूपता पर निर्भर करती है। | ||
==== वायसोचान्स्की-पेटुनिन असमानता ==== | ==== वायसोचान्स्की-पेटुनिन असमानता ==== | ||
सेकंड | सेकंड वैसोचन्स्की पेटुनिन असमानता,<ref>{{cite journal |author=D. F. Vysochanskij, Y. I. Petunin |year=1980 |title=Justification of the 3σ rule for unimodal distributions |journal=Theory of Probability and Mathematical Statistics |volume=21 |pages=25–36}}</ref> [[चेबिशेव असमानता]] का शोधन है। चेबीशेव असमानता अस्वाशन देती है कि किसी भी संभाव्यता वितरण में, सभी मान माध्य के निकट हैं। वायसोचन्स्की-पेटुनिन असमानता इसे भी निकट मूल्यों तक परिष्कृत करती है, इसलिए वितरण कार्य निरंतर एवं एकरूप है। आगे के परिणाम सेलके द्वारा दिखाए गए है।<ref>{{Cite journal | ||
| last1 = Sellke | first1 = T.M. | | last1 = Sellke | first1 = T.M. | ||
| last2 = Sellke | first2 = S.H. | | last2 = Sellke | first2 = S.H. | ||
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==== बहुलक, माध्यिका | ==== बहुलक, माध्यिका एवं माध्य ==== | ||
गॉस ने 1823 में असमान वितरण के लिए भी | गॉस ने 1823 में असमान वितरण के लिए भी प्रदर्शित किया गया है,<ref name=Gauss1823>Gauss C.F. Theoria Combinationis Observationum Erroribus Minimis Obnoxiae. Pars Prior. Pars Posterior. Supplementum. Theory of the Combination of Observations Least Subject to Errors. Part One. Part Two. Supplement. 1995. Translated by G.W. Stewart. Classics in Applied Mathematics Series, Society for Industrial and Applied Mathematics, Philadelphia</ref> | ||
: <math>\sigma \le \omega \le 2 \sigma</math> | : <math>\sigma \le \omega \le 2 \sigma</math> | ||
एवं | |||
: <math>|\nu - \mu| \le \sqrt{\frac{3}{4}} \omega ,</math> | : <math>|\nu - \mu| \le \sqrt{\frac{3}{4}} \omega ,</math> | ||
जहां माध्य ν | जहां माध्य ν एवं μ है एवं ω मोड से [[मूल माध्य वर्ग विचलन]] है। | ||
यह असमान वितरण के लिए प्रदर्शित किया जाता है कि औसत ν | यह असमान वितरण के लिए प्रदर्शित किया जाता है कि औसत ν एवं माध्य μ (3/5)<sup>1/2</sup> ≈ 0.7746 दूसरे के [[मानक विचलन]] के अंदर स्थित है ।<ref name="unimodal">{{cite journal | url=http://epubs.siam.org/doi/pdf/10.1137/S0040585X97975447 | doi=10.1137/S0040585X97975447 | title=The Mean, Median, and Mode of Unimodal Distributions: A Characterization | year=1997 | last1=Basu | first1=S. | last2=Dasgupta | first2=A. | journal=Theory of Probability & Its Applications | volume=41 | issue=2 | pages=210–223 }}</ref> प्रतीकों में, | ||
: <math>\frac{|\nu - \mu|}{\sigma} \le \sqrt{\frac{3}{5}}</math> | : <math>\frac{|\nu - \mu|}{\sigma} \le \sqrt{\frac{3}{5}}</math> है | ||
जहाँ | जहाँ . . | ||
2020 में, बर्नार्ड, काज़ी | 2020 में, बर्नार्ड, काज़ी एवं वंडफेल ने सममित क्वांटाइल औसत के मध्य अधिकतम दूरी प्राप्त करके पूर्व असमानता को सामान्यीकृत किया <math>\frac{ q_\alpha + q_{(1-\alpha)} }{ 2 } </math> एवं तात्पर्य यह है कि,<ref name="unimodalbounds">{{cite journal | doi=10.1016/j.insmatheco.2020.05.013 | title=आंशिक जानकारी के तहत एकरूप वितरण के लिए रेंज वैल्यू-पर-जोखिम सीमा| year=2020 | last1=Bernard | first1=Carole | last2=Kazzi | first2=Rodrigue | last3=Vanduffel | first3=Steven | journal=Insurance: Mathematics and Economics | volume=94 | pages=9–24 | doi-access=free }}</ref> | ||
: <math>\frac{ \left| \frac{ q_\alpha + q_{(1-\alpha)} }{2} - \mu \right| }{ \sigma } \le \left\{ | : <math>\frac{ \left| \frac{ q_\alpha + q_{(1-\alpha)} }{2} - \mu \right| }{ \sigma } \le \left\{ | ||
\begin{array}{cl} | \begin{array}{cl} | ||
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\right.</math> | \right.</math> | ||
यह ध्यान देने योग्य है कि अधिकतम दूरी | यह ध्यान देने योग्य है कि अधिकतम दूरी <math>\alpha=0.5</math> कम से कम है, जब सममित क्वांटाइल औसत के समान होता है ( <math>q_{0.5} = \nu</math>), जो वास्तव में माध्यिका की सामान्य रूचि को माध्य के लिए शक्तिशाली अनुमानक के रूप में प्रेरित करता है। इसके अतिरिक्त, जब <math>\alpha = 0.5</math>, सीमा के समान है, <math>\sqrt{3/5}</math>, जो माध्यिका एवं एकरूप वितरण के माध्य के मध्य की अधिकतम दूरी है। | ||
माध्यिका | माध्यिका एवं बहुलक θ के मध्य समान संबंध है, वे 3<sup>1/2</sup> ≈ 1.732 दूसरे के मानक विचलन के अंदर स्थित होते हैं | ||
: <math>\frac{|\nu - \theta|}{\sigma} \le \sqrt{3} | : <math>\frac{|\nu - \theta|}{\sigma} \le \sqrt{3}</math> | ||
यह भी दिखाया जा सकता है कि माध्य | यह भी दिखाया जा सकता है कि माध्य एवं बहुलक 3<sup>1/2</sup> के भीतर हैं | ||
: <math>\frac{|\mu - \theta|}{\sigma} \le \sqrt{3} | : <math>\frac{|\mu - \theta|}{\sigma} \le \sqrt{3}</math> | ||
==== | ==== स्केवनेस एवं कुरतोसिस ==== | ||
रोहतगी | रोहतगी एवं ज़ेकेली ने आशय किया है कि असमान वितरण का विषमता एवं कुर्तोसिस असमानता से संबंधित हैं:<ref name=Rohatgi1989>{{cite journal | doi=10.1016/0167-7152(89)90035-7 | title=तिरछापन और कर्टोसिस के बीच तीव्र असमानताएँ| year=1989 | last1=Rohatgi | first1=Vijay K. | last2=Székely | first2=Gábor J. | journal=Statistics & Probability Letters | volume=8 | issue=4 | pages=297–299 }}</ref> | ||
: <math> \gamma^2 - \kappa \le \frac{ 6 }{ 5 } = 1.2 </math> | : <math> \gamma^2 - \kappa \le \frac{ 6 }{ 5 } = 1.2 </math> | ||
जहां κ | जहां κ कुरतोसिस है एवं γ स्केवनेस है। क्लासेन, मोकवेल्ड एवं वैन ईएस ने प्रदर्शित किया कि यह केवल कुछ अस्त में प्रस्तावित होता है, जैसे कि एकरूप वितरण का समूह जहां मोड एवं माध्य मेल खाते हैं।<ref name=Klaassen2000>{{cite journal | doi=10.1016/S0167-7152(00)00090-0 | title=Squared skewness minus kurtosis bounded by 186/125 for unimodal distributions | year=2000 | last1=Klaassen | first1=Chris A.J. | last2=Mokveld | first2=Philip J. | last3=Van Es | first3=Bert | journal=Statistics & Probability Letters | volume=50 | issue=2 | pages=131–135 }}</ref>उन्होंने शक्तिहीन असमानता प्राप्त की जो सभी असमान वितरणों पर प्रस्तावित होती है:<ref name=Klaassen2000 /> | ||
उन्होंने | |||
: <math> \gamma^2 - \kappa \le \frac{ 186 }{ 125 } = 1.488 </math> | : <math> \gamma^2 - \kappa \le \frac{ 186 }{ 125 } = 1.488 </math> | ||
यह सीमा तीक्ष्ण है, क्योंकि यह [0,1] पर समान वितरण के समान भार मिश्रण | यह सीमा तीक्ष्ण है, क्योंकि यह [0,1] पर समान वितरण के समान भार मिश्रण एवं {0} पर असतत वितरण द्वारा पहुँचा जाता है। | ||
== यूनिमोडल फलन == | == यूनिमोडल फलन == | ||
जैसा कि मोडल शब्द डेटा | जैसा कि मोडल शब्द डेटा समूह एवं संभाव्यता वितरण पर प्रस्तावित होता है, एवं सामान्य रूप से कार्य (गणित) के लिए, उपरोक्त परिभाषाएँ प्रस्तावित नहीं होती हैं। यूनिमोडल की परिभाषा को [[वास्तविक संख्या|वास्तविक संख्याओं]] के फलनों तक भी विस्तारित किया गया था। | ||
सामान्य परिभाषा इस प्रकार | सामान्य परिभाषा इस प्रकार फलन f(x) 'यूनिमोडल फलन' है, यदि कुछ मान m के लिए, यह x ≤ m के लिए [[मोनोटोनिक]] रूप से बढ़ रहा है एवं x ≥ m के लिए मोनोटोनिक रूप से कम हो रहा है। उस स्थिति में, f(x) का [[अधिकतम]] मान f(m) है एवं कोई अन्य स्थानीय उच्चिष्ठ नहीं हैं। | ||
एकरूपता | एकरूपता परिमाणित करना प्रायः कठिन होता है। उस संपत्ति की परिभाषा का उपयोग करना है, परन्तु यह केवल साधारण कार्यों के लिए उपयुक्त है। [[ यौगिक |यौगिक]] पर आधारित सामान्य विधि सम्मिलित है,<ref>{{cite web|url=http://homepage.univie.ac.at/thibaut.barthelemy/METRIC.pdf|title=सामान्य रूप से वितरित मांगों के अधीन मेट्रिक सन्निकटन की एकरूपता पर।|work=Method in appendix D, Example in theorem 2 page 5|access-date=2013-08-28}}</ref> पर यह अपनी सरलता के अतिरिक्त प्रत्येक कार्य के लिए सफल नहीं होता है। | ||
एकरूप कार्यों के उदाहरणों में ऋणात्मक द्विघात गुणांक वाले [[द्विघात बहुपद]] फलन, टेंट मानचित्र फलन | एकरूप कार्यों के उदाहरणों में ऋणात्मक द्विघात गुणांक वाले [[द्विघात बहुपद]] फलन, टेंट मानचित्र फलन सम्मिलित हैं। | ||
उपरोक्त कभी-कभी | उपरोक्त कभी-कभी शक्तिशाली एकरूपता से संबंधित होता है, इस तथ्य से निहित है कि करूपता ''शक्तिशाली एकस्वरता'' है। फलन ''f''(''x'') शक्तिहीन यूनिमॉडल फलन है यदि कोई मान ''m'' सम्मिलित है जिसके लिए यह ''x'' ≤ ''m'' के लिए शक्तिहीन नीरस रूप से बढ़ रहा है एवं शक्तिहीन रूप से ''x'' ≥ ''m'' के लिए नीरस रूप से कम हो रहा है। उस स्थिति में, ''x'' के मानों की निरंतर श्रेणी के लिए अधिकतम मूल्य ''f''(''m'') तक पहुँचा जा सकता है। पास्कल के त्रिकोण में प्रत्येक दूसरी पंक्ति शक्तिहीन एकरूप फलन का उदाहरण है जो दृढ़ता से एकरूप नहीं है। | ||
संदर्भ के आधार पर, अनिमॉडल फलन उस | संदर्भ के आधार पर, अनिमॉडल फलन उस को भी संदर्भित कर सकता है जिसमें अधिकतम के अतिरिक्त स्थानीय न्यूनतम है।<ref>{{cite web|url=https://glossary.informs.org/indexVer1.php?page=U.html|title=गणितीय प्रोग्रामिंग शब्दावली।|access-date=2020-03-29}}</ref> उदाहरण के लिए, [[स्थानीय अनिमॉडल नमूनाकरण]], संख्यात्मक अनुकूलन करने की विधि, प्रायः ऐसे फलन के साथ प्रदर्शित की जाती है। यह कहा जा सकता है कि इस विस्तार के अंतर्गत अनिमॉडल कार्य एकल स्थानीय शिखर के साथ कार्य करता है। | ||
अनिमॉडल कार्यों की | अनिमॉडल कार्यों की महत्वपूर्ण संपत्ति यह है कि [[समाप्त]] को [[खोज एल्गोरिदम|शोध एल्गोरिदम]] जैसे कि [[गोल्डन सेक्शन सर्च|गोल्डन सेक्शन शोध]], [[ त्रिगुट खोज | त्रिगुट शोध]] या [[क्रमिक परवलयिक प्रक्षेप]] का उपयोग करके पाया जा सकता है। | ||
== अन्य एक्सटेंशन == | == अन्य एक्सटेंशन == | ||
फलन f(x) एस-अनिमॉडल है (प्रायः इसे एस-यूनिमॉडल मैप कहा जाता है) यदि इसका श्वार्ज़ियन व्युत्पन्न सभी के लिए ऋणात्मक | फलन f(x) एस-अनिमॉडल है (प्रायः इसे एस-यूनिमॉडल मैप कहा जाता है) यदि इसका श्वार्ज़ियन व्युत्पन्न सभी के लिए ऋणात्मक <math>x \ne c</math> है, जहाँ <math>c</math> महत्वपूर्ण बिन्दु है।<ref>See e.g. {{cite journal|title=Distortion of S-Unimodal Maps|authors=John Guckenheimer and Stewart Johnson|journal=Annals of Mathematics |series=Second Series|volume=132|number=1|date=July 1990|pages=71–130|doi=10.2307/1971501|jstor=1971501 }}</ref>[[कम्प्यूटेशनल ज्यामिति]] में यदि कोई फलन अनिमॉडल है तो यह फलन के एक्स्ट्रेमा के शोध के लिए कुशल एल्गोरिदम के डिज़ाइन की अनुमति देता है।<ref>{{cite journal|author=Godfried T. Toussaint|title=जटिलता, उत्तलता और एकरूपता|journal=International Journal of Computer and Information Sciences|volume=13|number=3|date=June 1984|pages=197–217|doi=10.1007/bf00979872|s2cid=11577312 }}</ref>सदिश चर X के फलन f(X) पर प्रस्तावित होने वाली सामान्य परिभाषा यह है कि यदि फलन अवकलनीय मानचित्रण X = G(Z) ऐसा है कि f एकरूपी है एवं f(G(Z)) उत्तल है। सामान्यतः G(Z) नॉनसिंगुलर जैकोबियन मैट्रिक्स के साथ निरन्तर भिन्न है। | ||
[[कम्प्यूटेशनल ज्यामिति]] में यदि कोई फलन अनिमॉडल है तो यह फलन के एक्स्ट्रेमा के शोध के लिए कुशल एल्गोरिदम के डिज़ाइन की अनुमति देता है।<ref>{{cite journal|author=Godfried T. Toussaint|title=जटिलता, उत्तलता और एकरूपता|journal=International Journal of Computer and Information Sciences|volume=13|number=3|date=June 1984|pages=197–217|doi=10.1007/bf00979872|s2cid=11577312 }}</ref> | |||
सदिश चर X के फलन f(X) पर प्रस्तावित होने वाली | |||
[[क्वासिकॉनवेक्स फ़ंक्शन|क्वासिकॉनवेक्स फलन]] | [[क्वासिकॉनवेक्स फ़ंक्शन|क्वासिकॉनवेक्स फलन]] एवं क्वासिकोनकेव फ़ंक्शंस एकरूपता की अवधारणा को उन कार्यों तक विस्तारित करते हैं जिनके तर्क उच्च-आयामी [[यूक्लिडियन अंतरिक्ष]] स्थान से संबंधित हैं। | ||
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Latest revision as of 12:07, 30 October 2023
गणित में, एकरूपता का अर्थ अद्वितीय विधा (सांख्यिकी) है। सामान्यतः, एकरूपता का तात्पर्य है कि किसी गणितीय वस्तु का केवल उच्चतम मूल्य जो परिभाषित है।[1]
यूनिमोडल संभाव्यता वितरण
आँकड़ों में, एकरूप संभाव्यता ऐसा वितरण है जिसमें शिखर होता है। इस संदर्भ में मोड शब्द वितरण के किसी भी शिखर को संदर्भित करता है, न कि केवल मोड (सांख्यिकी) को जटिल परिभाषा के लिए जो आंकड़ों में सामान्य होता है।
यदि एकल बहुलक है, तो वितरण फलन को एकरूपी कहा जाता है। यदि इसके अधिक मोड हैं तो यह बिमोडल (2), ट्राइमोडल (3) आदि, या सामान्य रूप से मल्टीमॉडल होता है।[2] चित्र 1 सामान्य बंटनों को प्रदर्शित करता है, जो एकरूपी होता हैं। एकरूप वितरण के अन्य उदाहरणों में कॉची वितरण, छात्र का टी-वितरण होता है | छात्र का टी-वितरण, ची-वर्ग वितरण एवं घातीय वितरण सम्मिलित होता हैं। असतत वितरणों के मध्य, द्विपद वितरण एवं प्वासों वितरण को एकरूपी के रूप में देखा जा सकता है, चूँकि कुछ मापदंडों के लिए उनके समीप समान संभावना वाले दो आसन्न मान होते हैं।
चित्र 2 एवं 3 बिमॉडल वितरण को प्रदर्शित करता है।
अन्य परिभाषाएं
वितरण कार्यों में एकरूपता की अन्य परिभाषाएँ भी सम्मिलित हैं।
निरंतर वितरण में, एकरूपता को संचयी वितरण फलन (सीडीएफ) के माध्यम से परिभाषित किया जा सकता है।[3] यदि सीडीएफ x < m के लिए उत्तल फलन एवं x > m के लिए अवतल फलन होती है, तो वितरण असमान m मोड है। ध्यान दें कि इस परिभाषा के अंतर्गत समान वितरण सतत एकरूप होते है,[4]कोई भी अन्य वितरण जिसमें मूल्यों की श्रेणी के लिए अधिकतम वितरण प्राप्त किया जाता है, उदहारण ट्रेपेज़ॉइडल वितरण है। सामान्यतः यह परिभाषा मोड में विच्छिन्नता की अनुमति देती है; सामान्यतः सतत वितरण में किसी मूल्य की संभावना शून्य होती है, परन्तु यह परिभाषा मोड में अन्य-शून्य संभावना, या प्रायिकता के परमाणु की अनुमति देती है।
एकरूपता के मानदंड को वितरण के विशिष्ट कार्य संभाव्यता सिद्धांत के[3]या इसके लाप्लास-स्टील्टजेस रूपांतरण के माध्यम से भी परिभाषित किया जा सकता है।[5]असमान असतत वितरण को परिभाषित करने का अन्य उपाय संभावनाओं के अंतर के अनुक्रम में संकेत परिवर्तन की घटना होती है।[6] संभाव्यता द्रव्यमान फलन के साथ असतत वितरण, को अनिमॉडल कहा जाता है यदि अनुक्रम उचित संकेत परिवर्तन होता है (जब शून्य की गिनती नहीं होती है)।
उपयोग एवं परिणाम
वितरण की एकरूपता के महत्व का कारण यह है कि कई महत्वपूर्ण परिणामों को अनुमति देता है। नीचे कई असमानताएं (गणित) दी गई हैं जो केवल एकरूपी वितरण के लिए मान्य हैं। इस प्रकार, यह आकलन करना महत्वपूर्ण है कि दिया गया डेटा समूह एकरूप वितरण से आता है या नहीं। बहुविध वितरण पर लेख में एकरूपता के लिए कई परीक्षण दिए गए हैं।
असमानताएं
गॉस की असमानता
प्रथम महत्वपूर्ण परिणाम गॉस की असमानता है।[7] गॉस की असमानता इस संभावना पर सीमा प्रदान करती है कि कोई मान अपने मोड से किसी भी दूरी से अधिक है। यह असमानता एकरूपता पर निर्भर करती है।
वायसोचान्स्की-पेटुनिन असमानता
सेकंड वैसोचन्स्की पेटुनिन असमानता,[8] चेबिशेव असमानता का शोधन है। चेबीशेव असमानता अस्वाशन देती है कि किसी भी संभाव्यता वितरण में, सभी मान माध्य के निकट हैं। वायसोचन्स्की-पेटुनिन असमानता इसे भी निकट मूल्यों तक परिष्कृत करती है, इसलिए वितरण कार्य निरंतर एवं एकरूप है। आगे के परिणाम सेलके द्वारा दिखाए गए है।[9]
बहुलक, माध्यिका एवं माध्य
गॉस ने 1823 में असमान वितरण के लिए भी प्रदर्शित किया गया है,[10]
एवं
जहां माध्य ν एवं μ है एवं ω मोड से मूल माध्य वर्ग विचलन है।
यह असमान वितरण के लिए प्रदर्शित किया जाता है कि औसत ν एवं माध्य μ (3/5)1/2 ≈ 0.7746 दूसरे के मानक विचलन के अंदर स्थित है ।[11] प्रतीकों में,
- है
जहाँ . .
2020 में, बर्नार्ड, काज़ी एवं वंडफेल ने सममित क्वांटाइल औसत के मध्य अधिकतम दूरी प्राप्त करके पूर्व असमानता को सामान्यीकृत किया एवं तात्पर्य यह है कि,[12]
यह ध्यान देने योग्य है कि अधिकतम दूरी कम से कम है, जब सममित क्वांटाइल औसत के समान होता है ( ), जो वास्तव में माध्यिका की सामान्य रूचि को माध्य के लिए शक्तिशाली अनुमानक के रूप में प्रेरित करता है। इसके अतिरिक्त, जब , सीमा के समान है, , जो माध्यिका एवं एकरूप वितरण के माध्य के मध्य की अधिकतम दूरी है।
माध्यिका एवं बहुलक θ के मध्य समान संबंध है, वे 31/2 ≈ 1.732 दूसरे के मानक विचलन के अंदर स्थित होते हैं
यह भी दिखाया जा सकता है कि माध्य एवं बहुलक 31/2 के भीतर हैं
स्केवनेस एवं कुरतोसिस
रोहतगी एवं ज़ेकेली ने आशय किया है कि असमान वितरण का विषमता एवं कुर्तोसिस असमानता से संबंधित हैं:[13]
जहां κ कुरतोसिस है एवं γ स्केवनेस है। क्लासेन, मोकवेल्ड एवं वैन ईएस ने प्रदर्शित किया कि यह केवल कुछ अस्त में प्रस्तावित होता है, जैसे कि एकरूप वितरण का समूह जहां मोड एवं माध्य मेल खाते हैं।[14]उन्होंने शक्तिहीन असमानता प्राप्त की जो सभी असमान वितरणों पर प्रस्तावित होती है:[14]
यह सीमा तीक्ष्ण है, क्योंकि यह [0,1] पर समान वितरण के समान भार मिश्रण एवं {0} पर असतत वितरण द्वारा पहुँचा जाता है।
यूनिमोडल फलन
जैसा कि मोडल शब्द डेटा समूह एवं संभाव्यता वितरण पर प्रस्तावित होता है, एवं सामान्य रूप से कार्य (गणित) के लिए, उपरोक्त परिभाषाएँ प्रस्तावित नहीं होती हैं। यूनिमोडल की परिभाषा को वास्तविक संख्याओं के फलनों तक भी विस्तारित किया गया था।
सामान्य परिभाषा इस प्रकार फलन f(x) 'यूनिमोडल फलन' है, यदि कुछ मान m के लिए, यह x ≤ m के लिए मोनोटोनिक रूप से बढ़ रहा है एवं x ≥ m के लिए मोनोटोनिक रूप से कम हो रहा है। उस स्थिति में, f(x) का अधिकतम मान f(m) है एवं कोई अन्य स्थानीय उच्चिष्ठ नहीं हैं।
एकरूपता परिमाणित करना प्रायः कठिन होता है। उस संपत्ति की परिभाषा का उपयोग करना है, परन्तु यह केवल साधारण कार्यों के लिए उपयुक्त है। यौगिक पर आधारित सामान्य विधि सम्मिलित है,[15] पर यह अपनी सरलता के अतिरिक्त प्रत्येक कार्य के लिए सफल नहीं होता है।
एकरूप कार्यों के उदाहरणों में ऋणात्मक द्विघात गुणांक वाले द्विघात बहुपद फलन, टेंट मानचित्र फलन सम्मिलित हैं।
उपरोक्त कभी-कभी शक्तिशाली एकरूपता से संबंधित होता है, इस तथ्य से निहित है कि करूपता शक्तिशाली एकस्वरता है। फलन f(x) शक्तिहीन यूनिमॉडल फलन है यदि कोई मान m सम्मिलित है जिसके लिए यह x ≤ m के लिए शक्तिहीन नीरस रूप से बढ़ रहा है एवं शक्तिहीन रूप से x ≥ m के लिए नीरस रूप से कम हो रहा है। उस स्थिति में, x के मानों की निरंतर श्रेणी के लिए अधिकतम मूल्य f(m) तक पहुँचा जा सकता है। पास्कल के त्रिकोण में प्रत्येक दूसरी पंक्ति शक्तिहीन एकरूप फलन का उदाहरण है जो दृढ़ता से एकरूप नहीं है।
संदर्भ के आधार पर, अनिमॉडल फलन उस को भी संदर्भित कर सकता है जिसमें अधिकतम के अतिरिक्त स्थानीय न्यूनतम है।[16] उदाहरण के लिए, स्थानीय अनिमॉडल नमूनाकरण, संख्यात्मक अनुकूलन करने की विधि, प्रायः ऐसे फलन के साथ प्रदर्शित की जाती है। यह कहा जा सकता है कि इस विस्तार के अंतर्गत अनिमॉडल कार्य एकल स्थानीय शिखर के साथ कार्य करता है।
अनिमॉडल कार्यों की महत्वपूर्ण संपत्ति यह है कि समाप्त को शोध एल्गोरिदम जैसे कि गोल्डन सेक्शन शोध, त्रिगुट शोध या क्रमिक परवलयिक प्रक्षेप का उपयोग करके पाया जा सकता है।
अन्य एक्सटेंशन
फलन f(x) एस-अनिमॉडल है (प्रायः इसे एस-यूनिमॉडल मैप कहा जाता है) यदि इसका श्वार्ज़ियन व्युत्पन्न सभी के लिए ऋणात्मक है, जहाँ महत्वपूर्ण बिन्दु है।[17]कम्प्यूटेशनल ज्यामिति में यदि कोई फलन अनिमॉडल है तो यह फलन के एक्स्ट्रेमा के शोध के लिए कुशल एल्गोरिदम के डिज़ाइन की अनुमति देता है।[18]सदिश चर X के फलन f(X) पर प्रस्तावित होने वाली सामान्य परिभाषा यह है कि यदि फलन अवकलनीय मानचित्रण X = G(Z) ऐसा है कि f एकरूपी है एवं f(G(Z)) उत्तल है। सामान्यतः G(Z) नॉनसिंगुलर जैकोबियन मैट्रिक्स के साथ निरन्तर भिन्न है।
क्वासिकॉनवेक्स फलन एवं क्वासिकोनकेव फ़ंक्शंस एकरूपता की अवधारणा को उन कार्यों तक विस्तारित करते हैं जिनके तर्क उच्च-आयामी यूक्लिडियन अंतरिक्ष स्थान से संबंधित हैं।
यह भी देखें
संदर्भ
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