为什么泊松过程的第一个假设是λd _吨λdt是恰好一个事件的概率[ t , t + d吨][t,t+dt]?

机器算法验证 泊松分布
2022-04-03 14:27:13

从泊松分布的pdf中,我期望Pr(x=1)成为

λdtexp(λdt)

我可以看到,随着dt变得非常小,exp(λdt)变得接近1,因此建议λdt,但我不明白为什么在dt0 of λdtexp(λdt),这不是也使λdt项为零吗?

3个回答

事实上,莱布尼茨的无穷小增量符号可能会令人困惑。

在这里必须小心保持所有项的顺序相同:eλdt必须近似为dt的阶(不是零阶,即在dt中没有任何项),即e^{-\ lambda dt}大约为1 - λ dt + (加上在dt中至少是二次的项,因此比dt本身更快地变为零)dtdteλdt1λdtdtdt

然后有一个:

λdteλdtλdt(1λdt)
然后对于dt0可以忽略非前导项(dt2)并离开与λdt

我认为前两个答案是“倒退”的问题——尽管它们都是正确的。它们不是以假设开始,以结论结束。如果我们从假设开始,那么我们有:

Pr(No event in[t,t+dt])=1Pr(1 event in[t,t+dt])=1λdt

如果我们定义函数如下:h(t)

Pr(No event in[0,t])=h(t)

Pr(No event in[0,t+dt])=h(t+dt)

此外,我们可以使用增量的独立性——泊松过程的另一个假设,我们有:

h(t+dt)=h(t)[1λdt]h(t+dt)h(t)dt=λh(t)

将限制设为我们有,这意味着我们可以通过注意来解决比例常数- 即肯定在中看不到任何事件。这给出了这个推导可以在这里找到(第 4 页)以及如何将其扩展到任意数量事件的概率(基本上是通过将零计数概率乘以,其中是事件数)。dt0h(t)=λh(t)h(t)=Kexp(λt)h(0)=1[0,0]K=1λnn

这是@Andre Holzner 的另一种(但基本上等价的)推导:

对于速率为的泊松过程N(t)λ

Pr(N(t+τ)N(t)=1)=(τλ)exp(τλ)=Pr(N(τ)=1)

附近有泰勒展开τ=0

τλτ2λ2+O(τ3)

这大约是小实际限制为零是正确的,因为在开发泊松过程时τλτPr(N(0)=0)=1