Probability

Probability[pred,xdist]

x が確率分布 dist に従うという仮定の下で述語 pred を満足する事象の確率を与える.

Probability[pred,xdata]

xdata によって与えられた確率分布に従うという仮定の下で述語 pred を満足する事象の確率を与える.

Probability[pred,{x1,x2,}dist]

{x1,x2,}が多変量分布 dist に従うという仮定の下で事象が pred を満足する確率を与える.

Probability[pred,{x1dist1,x2dist2,}]

x1, x2, が独立であり分布 dist1, dist2, に従うという仮定の下で事象が pred を満足する確率を与える.

Probability[pred1pred2,]

pred2を仮定して pred1の条件付き確率を与える.

詳細とオプション

  • xdistx dist dist または x\[Distributed]dist と入力できる.
  • pred1pred2pred1 cond pred2 または pred1\[Conditioned]pred2と入力できる.
  • 連続分布 dist では,pred の確率は Boole[pred]f[x]x で与えられる.ただし,f[x]dist の確率密度関数であり,積分は dist の領域で行われるものとする.
  • 離散分布 dist では,pred の確率は Boole[pred]f[x]で与えられる.ただし,f[x]dist の確率密度関数であり,総和は dist の領域で行われるものとする.
  • データ集合 data では,pred の確率はSum[Boole[pred],{x,data}]/Length[data]で与えられる.
  • 一変量データは値のリスト{v1,v2,}として,多変量データはベクトルのリスト{{v11,,v1m},{v21,,v2m},}として与えられる.
  • Probability[pred,{x1dist1,x2dist2}]Expectation[Probability[pred,x2dist2],x1dist1]に対応するので,最後の変数が最初に合計されたり積分されたりする.
  • N[Probability[]]は記号的に求まらない確率についてはNProbabilityを呼び出す. »
  • 使用可能なオプション
  • Assumptions $Assumptionsパラメータについての仮定 »
    GenerateConditionsFalseパラメータについての条件を生成するかどうか
    Method Automatic使用するメソッド »

予備知識

例題

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  (3)

単純な事象の確率を計算する:

非線形と論理結合の不等式の確率を計算する:

条件付き確率を計算する:

スコープ  (30)

基本的な用法  (9)

一変量連続分布における事象の確率を計算する:

一変量離散分布:

多変量連続分布:

多変量離散分布:

リストで指定された分布における事象の確率を求める:

独立分布に従う確率変数を使って確率を計算する:

一般的な非零の確率の条件下で条件付き確率を求める:

一変量離散分布:

多変量連続分布:

多変量離散分布:

ゼロ確率条件事象の条件付き確率を計算する:

記号評価が失敗した場合には,NProbabilityを呼び出すためにN[Probability[]]を適用する:

Assumptionsがない場合は条件が生成される:

Assumptionsがある場合は,与えられた仮定の下で有効な結果が返される:

非線形述語と任意の論理結合を使う:

ポアソン過程の時間スライスについて,事象の確率を計算する:

数量の使用  (3)

Quantityを使って指定された事象の確率:

QuantityDistributionを含む確率:

Quantityを使って指定された条件付き確率:

パラメトリック分布  (5)

一変量連続分布について確率を計算する:

一変量離散分布について確率を計算する:

多変量連続分布の確率:

多変量離散分布の確率:

正規分布に従う2つの確率変数を比較する:

ノンパラメトリック分布  (4)

一変量EmpiricalDistributionを使って確率を計算する:

多変量経験分布を使う:

一変量HistogramDistributionを使う:

多変量ヒストグラム分布:

一変量KernelMixtureDistributionを使う:

打ち切られたデータをSurvivalDistributionと一緒に使う:

派生分布  (9)

TransformedDistributionを使って確率を計算する:

同じ確率を形成する同等の方法:

ProductDistributionを使って確率を求める:

同じ確率を形成する同等の方法:

正規分布の成分混合分布を使う:

指数分布の母数混合分布:

切断ディリクレ(Dirichlet)分布:

打切り三角分布:

周辺分布:

コピュラ分布:

定式化されている分布:

一般化と拡張  (3)

離散分布と連続分布の混合分布の確率を計算する:

リスト表記ではなく&&を使って独立分布を指定する:

純関数を使って値のリストの確率を計算する:

オプション  (5)

Assumptions  (1)

Assumptionsがないと,条件が生成される:

Assumptionsがあると,その条件下で有効な結果が返される:

Method  (4)

デフォルトメソッドで確率を計算する:

計算された確率は2つのCDF評価の差として与えられる:

ここでは,述語が超越的なので累積分布関数法はうまくいかない:

確率は確率密度関数と記号積分を使って計算できる:

TukeyLambdaDistributionに従う事象の確率を計算する:

以下では分布の確率密度関数が閉形式では求まらないのでQuantileを使っている:

連続分布について,事象の確率を計算する:

この例はIntegrateを使う:

Activateを使って結果を計算する:

アプリケーション  (50)

ランダムな実験  (8)

コイントスの実験は表が出るまで公正なコインを何度も投げ上げるものである.このプロセスのシミュレーションを行う:

最低でも5回トスすることが必要な確率を計算する:

コイントスの期待される回数を計算する:

公正なコインを n 回トスした場合に表が出る回数はBinomialDistributionでモデル化できる:

100回コインをトスした場合に表が出る回数の分布を示す:

100回コイントスをした場合に60回から80回表が出る確率を計算する:

不正なコインを使った場合に表が出る確率が0.6だとする:

分布と対応する確率が変わった:

公正なコインで4回表が出るまでに裏が出る回数:

裏が出た回数の分布をプロットする:

表が4回出るまでに少なくとも6回裏が出る確率を計算する:

4回表が出るまでに裏が出る期待値を計算する:

ランダムに選んだ点が区間の左側である確率を求める:

公正な六面のサイコロはDiscreteUniformDistributionを使ってモデル化することができる:

サイコロを10回投げる:

3個のサイコロの目の合計が6未満になる確率を計算する:

3個のサイコロを無作為にここでは回投げる様子を生成して証明する:

明示的に可能なすべてのサイコロの目を列挙して証明する:

ある壷に100個の要素が入っていて,そのうち40個が特別だとする:

50回要素を取り出してそのうち20個が特別である確率分布:

50回要素を取り出した場合に25個より多くが特別である確率を計算する:

50回要素を取り出した場合に期待される特別な要素の数を計算する:

最初の1万個の素数の中からの形の素数を見付ける確率:

最初の十万個の素数の中から の形の素数を見付ける確率:

1から9999までのランダムな整数で,各桁の数字の合計が12になる確率:

スポーツとゲーム  (4)

チェス名人のガルリ・カスパロフはチェスの試合で同時に100人のアマチュアを相手してにチェスを行う.このようなゲームで彼が負ける率は1%だと推定される.彼が負けない,あるいは2,5,10ゲーム負ける確率を求める:

ポアソン(Poisson)近似を使って同じ確率を計算する:

彼が負ける確率が10%となるような,より強い相手5人とゲームを行っている場合について同じ計算をする:

この場合,ポアソン近似はあまり正確ではない:

フリースローの成功率が0.75のバスケット選手がいる.10回のフリースローのシミュレーションを行う:

この選手が試合で3回のフリースローのうち2回に成功する確率を求める:

クラップス[MathWorld]では,2個のサイコロが投げられる:

結果の確率密度関数は下記のような表にできる:

「スネークアイ(両方が1)」[MathWorld]が出る確率を求める:

「ボックスカー(両方が6)」[MathWorld]が出る確率:

「eighter from Decatur(合計で8の目)」[MathWorld]が出る確率:

「リトルジョー(合計で4の目)」[MathWorld]が出る確率:

確率の全リスト:

1回投げて負けるかクラップスになる,つまり目の合計が2,3,あるいは12になる確率を求める:

1回投げて勝つ,すなわち合計が7か11になる確率を求める:

ポーカーの5枚の持ち札中のスペードの数の分布を求める:

持ち札の中に少なくとも2枚のスペードがある確率を求める:

保険数理  (5)

ある保険数理士が,保険契約者で2回保険を請求する人は4回請求する人の3倍になることを発見した.請求された保険件数がポアソン(Poisson)分布に従うものとして,請求された保険件数の分散を求める:

小さい会社の従業員の医療費保険金の支払い請求を取り扱う団体保険がある.1年に請求される値 で表される.ただし, は密度関数がに比例する確率変数である. が1万を超えるとして, が4万を超える条件付き確率を求める:

大企業の保険の入札に2つの保険会社が参加する.入札額は2000から2200の間でなければならない.入札額の違いが20以上の場合は額の低い方が選ばれる.入札額の違いが20未満の場合には,入札業者の両方についてさらに検討が加えられる.2つの入札が独立で両方とも2000から2200の間で一様分布に従うと仮定し,両業者がさらに検討される確率を求める:

自動車保険の支払い請求は平均$19,400,標準偏差$5,000で正規分布に従う.無作為に選んだ25件の支払い請求の平均が$20,000を超える確率を求める:

よいドライバーと悪いドライバーからの最初の保険金支払い請求までの時間は互いに独立しており,それぞれ平均6年および3年で指数分布に従う.よいドライバーからの最初の保険金支払い請求が3年以内に,悪いドライバーからの最初の保険金支払い請求が2年以内に発生する確率を求める:

天候  (3)

5秒間にバケツに落ちる雨滴の期待値は20滴である.5秒ごとの雨滴の数のシミュレーションを行う:

5秒間に20滴を超える雨滴がバケツに落ちる確率を求める:

ロジスティック分布を使って風速を近似することができる:

推定分布を求める:

確率密度関数を風速データのヒストグラムと比較する:

風速が30km/hより速くなる日の確率を求める:

平均風速を求める:

ある地域の曇っている時間は母数0.3または0.4のベータ分布にほぼ従う.半日以上曇っている確率を求める:

一日のうちの曇っている時間の割合を期間一ヶ月でシミュレーションする:

一日のうちの曇っている時間の割合の平均を求める:

曇っている時間の割合が10%未満の日が一ヶ月で厳密に20日ある確率を求める:

曇っている時間の割合が10%未満の日が最低でも1ヶ月に20日ある確率を求める:

トラフィック  (4)

1分間に平均100回の呼出しがある交換台がある.60分間に飽和状態になるのが1回未満になるようにするための,この交換台の容量を求める:

上述の制約を満たす最低容量を求める:

2台の列車が別々に駅に到着し,10分間停車する.到着時刻が一様分布に従っているとして,2台の列車が1時間以内に駅で出会う確率を求める:

2台の列車が出会う範囲:

道端に立って道路を通る車を数えている男がいる.黒い車が来ると男は1から数え直す.車の10%が黒いと仮定して計数過程のシミュレーションを行う:

数上げが再び1から始まるまでに通る車の推定数を求める:

黒い車が来るまでに10以上数える確率を求める:

交通信号による遅れは平均0.5分で指数分布に従うと仮定する.あるドライバーが7つの同期されていない信号がある道を通らなければならないとして,すべての信号を通る際の遅れの分布を求める:

7つの独立した指数変数の和の分布:

交通信号が5分より長い遅れを生む確率を求める:

信頼性  (5)

寿命が平均1000時間,標準偏差50時間でほぼ正規分布に従う電池がある.寿命が800時間から1000時間になる割合を求める:

100個の電池の中で寿命が800時間から1000時間であるものの数を計算する:

ある電化製品の寿命が平均10年で指数分布に従っているとする.この電化製品の寿命の分布を求める:

使用年数 年の中古製品がさらに5年間故障しない確率を求める:

ExponentialDistributionの無記憶性を使う:

3つのマイクロプロセッサで三重の冗長度を使い,プロセッサが1つでも使用可能な場合に使えるように設計されているシステムがある.マイクロプロセッサが 秒後にも使用可能である確率は である.このシステムが 秒後にも稼働している確率を求める:

各プロセッサの故障までの平均時間が だとして,このシステムが確率99%未満で稼働している時間を求める:

年で表す:

任意の試みで火の付く確率が0.90の安売りライターがある.着火プロセスのシミュレーションを行う.結果は着火に成功するまでの失敗回数を表す:

ライターが3回以下の試みで着火に成功する確率を求める:

4つの独立部品で構成されているシステムがある.それぞれの部品の寿命は母数の指数分布に従っている.500時間以内に故障する部品がひとつもない確率を求める:

SurvivalFunctionを直接使う:

最初の1200時間で厳密に1つの部品が故障する確率を求める:

CDFSurvivalFunctionを直接使う:

BooleanCountingFunctionを使うことで論理条件も定義できる:

伝達  (4)

記号 n 個の文字列からなるパケットをノイズの多いチャンネルを使って送信する.それぞれの記号が不正確に送信される確率はである.パケットが誤って送信される確率が未満になるような n を求める:

ポアソン近似を使って同じ上限を計算する:

電話の通話時間が指数分布に従うと仮定する.通話の平均時間は3.7分である.連続する9回の通話の合計が25分を超える確率を求める:

独立した9回の通話時間を合計する:

上記が25分を超える確率:

異なる4つの送信機からの信号を待つ受信機の待ち時間は母数がそれぞれ の指数分布に従う.3番目の送信機からの信号が最初に受信機に届く確率を求める:

受信機での任意の信号の待ち時間の分布を求める:

受信機の任意の信号の平均待ち時間を求める:

について,受信機に届く信号間の待ち時間のシミュレーションを行う:

論理素子における遅延時間は指数分布に従い,平均遅延は秒であると仮定する.組合せ論理網内の最長の論理素子のシーケンスは6個である.論理素子6個すべてを通過する際の遅延が秒より長くなる確率を求める:

6つの別々の遅延分布を合計する:

遅延がより長くなる確率:

品質  (4)

学生は合格するまで繰り返しテストを受ける.毎回の合格率は である.学生が 回以下の受験で合格する確率を求める:

学生が 回以下の受験で合格するとして,その確率密度関数を求める:

あるレストランでの客の待ち時間は平均5分間で指数分布に従うとする.客が10分を超えて待たなければならない確率を求める:

ある客がすでに10分待っているのにさらに10分待たなければならない確率を求める(過去は関係ない):

長さが平均0.497インチで標準偏差が0.002インチの正規分布に従う釘を生産している会社がある.長さが0.5インチプラスマイナス0.004インチという長さ指定を満足する釘の割合を求める:

CDFを使って直接計算する:

10個一束の製品のうち5個が不良品であり,そこから6個を検査のために取り出したとする.見付かった不良品の数を数える検査プロセスのシミュレーションを行う:

サンプル中に2個の不良品が含まれる確率を求める:

確率の可視化  (3)

連続確率 を計算し描画する:

確率密度関数のより広い領域部分を,ハイライトされた確率領域とともにプロットする:

両方一緒に示す:

離散確率 を計算し描画する:

確率密度関数のより広い領域部分を,ハイライトされた確率領域とともにプロットする:

両方一緒に示す:

離散確率P[2x53y7]を計算し描画する:

確率密度関数のより広い領域部分を,ハイライトされた確率領域とともにプロットする:

両方一緒に示す:

その他の応用  (5)

放射性物質は1秒間に平均3.2個の 粒子を放出する.その分布を示す:

次の1秒間に4個を超える 粒子が放出される確率を計算する:

1秒間に放出される標準的な粒子数を10分間に渡ってシミュレーションする:

30%のケースで効果があると証明されている薬がある.この薬が4人のうち3人の患者に効く確率を求める:

500件に適用した場合の推定成功数を求める:

ロジスティック分布は前日終値からの株価の変動率に非常によくフィットする.2000年1月1日から2009年1月1日までのスタンダード&プアーズ500種株価指数の日ごとの株価の変動率の推定分布を求める:

データのヒストグラムと推定分布の確率密度関数を比較する:

株価の変動率が0.5%よりも大きくなる確率を求める:

株価の変動率の平均を求める:

30日間の株価の変動率のシミュレーションを行う:

ロジスティック分布を使うとLogNormalDistributionを使った場合よりもよりよいフィットが得られることを示す:

対立仮説を として, 検定の 値を計算する:

対立仮説

複素平面上の事象の確率を計算する:

選挙  (1)

ある選挙で,候補Aが投票の60パーセントを獲得して候補Bに勝った.開票中,候補Aが厳密に候補Bより勝っている確率を求める:

男児か女児か  (1)

二人の子供があり,そのうち一人は男児であることが分かっている家族がある.新生児は男女比が等しいと仮定して,もう一人が女児である確率を求める:

男児である確率が52パーセントであると仮定する:

理論対サンプルの確率  (1)

三角分布における事象の確率を計算する:

ランダムサンプルを使って得られた値で理論値を計算する:

三角形の構築  (1)

長さ1の棒について考える.一様に選んだランダムな2点を棒上に置き,これらの点で棒を折る.この方法で得られた3本の棒が三角形を形成する確率を求める.有効な三角形の述部から始める:

棒を,一様かつ別々に2つの位置 で折る:

必要とされる確率を計算する:

領域  (1)

DirichletDistributionについて,Disk上での確率を求める:

特性と関係  (11)

空事象の確率は0である:

確実な事象の確率は1である:

任意の事象の確率は0から1の間である:

条件付き確率は確率割合で定義される:

排反事象の和集合の確率は個々の確率の総和である:

排反事象ではない事象については,共通集合の事象の確率を差し引く必要がある:

リストによって指定される分布については,Probabilityで相対頻度が計算できる:

連続分布における事象の確率は積分によって定義される:

離散分布における事象の確率は総和によって定義される:

分布の累積分布関数はProbabilityによって表すことができる:

分布の生存関数はProbabilityによって表すことができる:

分布のハザード関数はProbabilityによって表すことができる:

NProbabilityを使ってある事象の確率の数値を求める:

ある事象の確率はその事象のBooleExpectationに等しい:

おもしろい例題  (1)

ランダム係数(係数は独立指数分布に従うと仮定する)を持つ二次多項式に実数解がある確率を求める:

係数が均等分布に従う場合:

係数が一様分布に従う場合:

Wolfram Research (2010), Probability, Wolfram言語関数, https://reference.wolfram.com/language/ref/Probability.html (2016年に更新).

テキスト

Wolfram Research (2010), Probability, Wolfram言語関数, https://reference.wolfram.com/language/ref/Probability.html (2016年に更新).

CMS

Wolfram Language. 2010. "Probability." Wolfram Language & System Documentation Center. Wolfram Research. Last Modified 2016. https://reference.wolfram.com/language/ref/Probability.html.

APA

Wolfram Language. (2010). Probability. Wolfram Language & System Documentation Center. Retrieved from https://reference.wolfram.com/language/ref/Probability.html

BibTeX

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BibLaTeX

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