वैन डेन बर्ग-केस्टेन असमानता

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वैन डेन बर्ग-केस्टेन असमानता
Typeप्रमेय
Fieldप्रायिकता सिद्धांत
Symbolic statement
Conjectured byवैन डेन बर्ग और केस्टन
Conjectured in1985
First proof byReimer [fr; de]

संभाव्यता सिद्धांत में, वैन डेन बर्ग-केस्टन (बीके) असमानता या वैन डेन बर्ग-केस्टन-रेइमर (बीकेआर) असमानता बताती है कि दो घटनाओं (संभावना सिद्धांत) के घटित होने की संभावना है, और एक ही समय में कोई भी असम्बद्धता पा सकता है। यह दिखाने के लिए कि वे दोनों घटित होते हैं, प्रमाण-पत्र अधिक से अधिक उनकी व्यक्तिगत संभावनाओं का उत्पाद है। दो मोनोटोन घटनाओं (एफकेजी असमानता में प्रयुक्त धारणा) के लिए विशेष स्थिति पहली बार वैन डेन बर्ग और हैरी चेस्टनट द्वारा सिद्ध किया गया था।[1] 1985 में, जिन्होंने यह भी अनुमान लगाया कि असमानता सामान्य रूप से बनाए रखा है, इसमें एकरसता की आवश्यकता नहीं है। Reimer [fr; de][2] ने बाद में इस अनुमान को सिद्ध किया।[3]: 159 [4]: 44  असमानता को उत्पाद संरचना के साथ संभाव्यता स्थानों पर प्रयुक्त किया जाता है, जैसे कि अंतःस्राव समस्याओं में।[5]: 829 

कथन

मान लीजिए कि संभाव्यता स्थान है, प्रत्येक परिमित रूप से अनेक तत्वों का है। असमानता उत्पाद माप से सुसज्जित प्रपत्र के रिक्त स्थान पर प्रयुक्त होती है, जिससे प्रत्येक तत्व को संभावना दी गई है

दो घटनाओं के लिए, उनकी असंयुक्त घटना को विन्यास से युक्त घटना के रूप में परिभाषित किया गया है, जिनकी और में सदस्यता सूचकांकों के असंयुक्त उपसमुच्चय पर सत्यापित की जा सकती है। औपचारिक रूप से, यदि उपसमुच्चय उपस्थित है जैसे कि:

  1. उन सभी के लिए जो पर से सहमत हैं (दूसरे शब्दों में, ), भी में है और
  2. इसी प्रकार प्रत्येक जो पर से सहमत है वह में है

असमानता का प्रमाण है कि:

घटनाओं की प्रत्येक जोड़ी के लिए और [3]: 160 

उदाहरण

सिक्का उछालना

यदि एक उचित सिक्के को बार उछालने के अनुरूप है, तो प्रत्येक में समान संभावना वाले दो संभावित परिणाम, चित या पट होते हैं। घटना पर विचार करें कि लगातार 3 शीर्ष उपस्थित हैं, और घटना पर विचार करें कि कुल मिलाकर कम से कम 5 शीर्ष हैं। तब निम्नलिखित घटना होगी: लगातार 3 शीर्ष हैं, और उन्हें त्यागने पर अन्य 5 शीर्ष शेष हैं। इस घटना की प्रायिकता अधिकतम [4]: 42   है, जिसका अर्थ है कि 10 टॉस में प्राप्त होने की संभावना, और अन्य 10 टॉस में प्राप्त होने की संभावना, एक दूसरे से स्वतंत्र (संभावना) है।

संख्यात्मक रूप से, [6] [7] और उनकी असंयुक्त घटना का अर्थ कम से कम 8 शीर्ष होगा, इसलिए [8]

अंतःस्राव

एक ग्राफ के (बर्नौली) बॉन्ड अंतःक्षेपण में, को किनारों द्वारा अनुक्रमित किया जाता है। प्रत्येक किनारे को कुछ संभाव्यता के साथ रखा जाता है (या "खुला") या अन्यथा हटा दिया जाता है (या "बंद"), अन्य किनारों से स्वतंत्र, और शेष ग्राफ की कनेक्टिविटी के बारे में प्रश्नों का अध्ययन करता है, उदाहरण के लिए घटना कि वहाँ एक है केवल खुले किनारों का उपयोग करके दो शीर्षों और के बीच का पथ है। इस प्रकार की घटनाओं के लिए, असंयुक्त घटना वह घटना है जहां दो खुले रास्ते उपस्थित हैं जो किसी भी किनारे को साझा नहीं करते हैं (परिभाषा में उपसमुच्चय और के अनुरूप), जैसे कि पहला द्वारा आवश्यक कनेक्शन प्रदान करता है और दूसरा के लिए[9]: 1322 [10]

असमानता का उपयोग परकोलेशन सिद्धांत या सबक्रिटिकल और सुपरक्रिटिकल में घातीय क्षय घटना के संस्करण को सिद्ध करने के लिए किया जा सकता है, अर्थात् पूर्णांक जाली ग्राफ पर के लिए उपयुक्त रूप से परिभाषित महत्वपूर्ण संभाव्यता, मूल वाले जुड़े घटक की त्रिज्या तेजी से छोटे अवशेष वाले वितरण का पालन करती है:

कुछ स्थिरांक के लिए, जो पर निर्भर करता है, यहाँ शीर्ष से मिलकर बना है, जो को संतुष्ट करता है[11]: 87–90 [12]: 202 

विस्तार

एकाधिक घटनाएँ

जब तीन या अधिक घटनाएं होती हैं, तो ऑपरेटर सहयोगी नहीं हो सकता है, क्योंकि सूचकांक का एक उपसमूह दिया गया है जिस पर को सत्यापित किया जा सकता है, को एक असंयुक्त संघ को विभाजित करना संभव नहीं हो सकता है जैसे कि गवाह और गवाह हों .[4]: 43  उदाहरण के लिए, एक घटना इस प्रकार उपस्थित है जैसे कि [13]: 447 

फिर भी, कोई घटनाओं के -एरी बीकेआर संचालन को विन्यास के सेट के रूप में परिभाषित कर सकता है जहां सूचकांक के जोड़ीदार असंयुक्त उपसमुच्चय हैं जैसे कि में की सदस्यता का गवाह है। यह संचालन संतुष्ट करता है:

जहां से

मूल बीके असमानता के बार-बार उपयोग से।[14]: 204–205  यह असमानता फ्लोरिडा लॉटरी के विजेता आँकड़ों का विश्लेषण करने और यह पहचानने के लिए उपयोग किया जाने वाला कारक था कि गणित पत्रिका ने किसे अविश्वसनीय रूप से भाग्यशाली कहा है[14]: 210  व्यक्ति, बाद में प्रवर्तन जांच द्वारा पुष्टि की गई[15] इसमें नियम का उल्लंघन सम्मिलित था।[14]: 210 

बड़ी कार्डिनैलिटी के स्थान

जब को अनंत होने की अनुमति दी जाती है, तो माप सैद्धांतिक मुद्दे उत्पन्न होते हैं। और लेबेसेग माप के लिए, मापने योग्य उपसमुच्चय हैं जैसे कि गैर-मापने योग्य है (इसलिए असमानता में परिभाषित नहीं है),[13]: 437   किंतु निम्नलिखित प्रमेय अभी भी मान्य है:[13]: 440 

यदि लेबेस्ग मापने योग्य है, तो कुछ बोरेल सेट इस प्रकार है कि:

  • और

संदर्भ

  1. van den Berg, J.; Kesten, H. (1985). "अंतःस्राव और विश्वसनीयता के अनुप्रयोगों में असमानताएँ". Journal of Applied Probability. 22 (3): 556–569. doi:10.1017/s0021900200029326. ISSN 0021-9002. MR 0799280 – via The Wikipedia Library.
  2. Reimer, David (2000). "Proof of the Van den Berg–Kesten Conjecture". Combinatorics, Probability and Computing. 9 (1): 27–32. doi:10.1017/S0963548399004113. ISSN 0963-5483. MR 1751301. S2CID 33118560 – via The Wikipedia Library.
  3. 3.0 3.1 Borgs, Christian; Chayes, Jennifer T.; Randall, Dana (1999). "The van den Berg-Kesten-Reimer Inequality: A Review". In Bramson, Maury; Durrett, Rick (eds.). Perplexing Problems in Probability: Festschrift in Honor of Harry Kesten. Progress in Probability. Boston, MA: Birkhäuser. pp. 159–173. doi:10.1007/978-1-4612-2168-5_9. ISBN 978-1-4612-2168-5. MR 1703130 – via The Wikipedia Library.
  4. 4.0 4.1 4.2 Bollobás, Béla; Riordan, Oliver (2006). "2 - Probabilistic tools". टपकन. Cambridge University Press. pp. 36–49. doi:10.1017/CBO9781139167383.003. ISBN 9780521872324. MR 2283880 – via The Wikipedia Library.
  5. Grimmett, Geoffrey R.; Lawler, Gregory F. (2020). "Harry Kesten (1931–2019): A Personal and Scientific Tribute". Notices of the AMS. 67 (6): 822–831. doi:10.1090/noti2100. S2CID 210164713. The highly novel BK (van den Berg/Kesten) inequality plays a key role in systems subjected to a product measure such as percolation.
  6. "3 consecutive heads in 10 coin flips". Wolfram Alpha Site.
  7. "at least 5 heads in 10 coin flips". Wolfram Alpha Site.
  8. "at least 8 heads in 10 coin flips". Wolfram Alpha Site.
  9. Grimmett, Geoffrey (1995-03-01). "यादृच्छिक-क्लस्टर मॉडल के लिए तुलना और असंयुक्त-घटना असमानताएं". Journal of Statistical Physics. 78 (5): 1311–1324. Bibcode:1995JSP....78.1311G. doi:10.1007/BF02180133. ISSN 1572-9613. MR 1316106. S2CID 16426885. Retrieved 2022-12-18.
  10. Chayes, Jennifer Tour; Puha, Amber L.; Sweet, Ted (1999). "Lecture 1. The Basics of Percolation (in Independent and dependent percolation)" (PDF). संभाव्यता सिद्धांत और अनुप्रयोग. IAS/Park City Math. Ser. Vol. 6. Amer. Math. Soc., Providence, RI. pp. 53–66. MR 1678308. Retrieved 2022-12-18.
  11. Grimmett, Geoffrey R. (2018). "5.1 Subcritical Phase". Probability on Graphs: Random Processes on Graphs and Lattices. Institute of Mathematical Statistics Textbooks (2 ed.). Cambridge: Cambridge University Press. pp. 86–130. doi:10.1017/9781108528986.006. ISBN 978-1-108-43817-9. MR 2723356.
  12. Duminil-Copin, Hugo; Tassion, Vincent (2017-01-30). "A new proof of the sharpness of the phase transition for Bernoulli percolation on ". L'Enseignement Mathématique. 62 (1): 199–206. arXiv:1502.03051. doi:10.4171/lem/62-1/2-12. ISSN 0013-8584. MR 3605816. S2CID 119307436. The proof of Item 1 (with in place of ) can be derived from the BK-inequality [vdBK].
  13. 13.0 13.1 13.2 Arratia, Richard; Garibaldi, Skip; Hales, Alfred W. (2018). "The van den Berg–Kesten–Reimer operator and inequality for infinite spaces". Bernoulli. 24 (1): 433–448. doi:10.3150/16-BEJ883. ISSN 1350-7265. MR 3706764. S2CID 4666324.
  14. 14.0 14.1 14.2 Arratia, Richard; Garibaldi, Skip; Mower, Lawrence; Stark, Philip B. (2015-06-01). "कुछ लोगों का सारा भाग्य होता है". Mathematics Magazine. 88 (3): 196–211. arXiv:1503.02902. doi:10.4169/math.mag.88.3.196. ISSN 0025-570X. MR 3383910. S2CID 15631424. Retrieved 2022-12-18.
  15. Mower, Lawrence (2015-07-15). "जर्नल में प्रकाशित पोस्ट की फ्लोरिडा लॉटरी जांच में गणित का उपयोग किया गया". Palm Beach Post. Retrieved 2022-12-18. Some of the frequent winners, including the top one, were part of an underground market for winning lottery tickets, lottery investigators later found.