Levent Özbek Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi İstatistik Bölümü

Benzer belgeler
Olasılık Kuramı ve İstatistik. Konular Olasılık teorisi ile ilgili temel kavramlar Küme işlemleri Olasılık Aksiyomları

SAB 101 OLASILIK DERS NOTLARI. Prof.Dr. Fatih TANK. SAB 101 Olasılık. F.Tank. 1 Rastgelelik. 2. Modelleme. 3. Kümeler Cebiri. 4. Sınıf. 5.

Olasılık ve İstatistik Dersinin Öğretiminde Deney ve Simülasyon

2. Klasik Kümeler-Bulanık Kümeler

BİYOİSTATİSTİK Olasılıkta Temel Kavramlar Yrd. Doç. Dr. Aslı SUNER KARAKÜLAH

İstatistik, genel olarak, rassal bir olayı (ya da deneyi) matematiksel olarak modellemek ve bu model yardımıyla, anakütlenin bilinmeyen karakteristik

EME Sistem Simülasyonu. Giriş. Olasılık Dağılımı. Rassal Degiskenler

Olasılık, bir deneme sonrasında ilgilenilen olayın tüm olaylar içinde ortaya çıkma ya da gözlenme oranı olarak tanımlanabilir.

SORU 1: En az iki elemana sahip bir X kümesi ile bunun P (X) kuvvet. kümesi veriliyor. P (X) üzerinde 0 ; A = 1 ; A

DENİZ HARP OKULU TEMEL BİLİMLER BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ

Hatalar Bilgisi ve İstatistik Ders Kodu: Kredi: 3 / ECTS: 5

Olasılık bir diğer ifadeyle bir olayın meydana gelme şansının sayısal ifadesidir. Örnekler:

Olasılık bir olayın meydana gelme şansının sayısal ifadesidir. Örnekler:

Olasılık Kavramı. Recep YURTAL. Mühendislikte İstatistik Metotlar. Çukurova Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü

MATEMATİK ÖĞRETMENLİK ALAN BİLGİSİ - DENEME SINAVI DENEME. Diğer sayfaya geçiniz.

İstatistik ve Olasılık

3.Ders Rasgele Değişkenler

Tesadüfi Değişken. w ( )

İÇİNDEKİLER ÖNSÖZ Bölüm 1 KÜMELER Bölüm 2 SAYILAR

TABLO-1 KPSS DE UYGULANACAK TESTLERİN KAPSAMLARI Yaklaşık Ağırlığı Genel Yetenek

FRAKTAL VE TARİHÇESİ. Benoit Mandelbrot

MAT223 AYRIK MATEMATİK

MAT355 Kompleks Fonksiyonlar Teorisi I Hafta 3

Temel Kavramlar Bilgi :

Rastgelelik, Rastgele Sinyaller ve Sistemler Rastgelelik Nedir?

Programlama Dilleri 1. Ders 3: Rastgele sayı üretimi ve uygulamaları

Đst101 Olasılık ve Đstatistiğe Giriş

Viyana İmam Hatip Lisesi Öğrenci Seçme Sınavı - Matematik

OKUL ADI : ÖMER ÇAM ANADOLU İMAM HATİP LİSESİ EĞİTİM VE ÖĞRETİM YILI : DERSİN ADI : MATEMATİK SINIFLAR : 9

TABLO-1 KPSS DE UYGULANACAK TESTLERİN KAPSAMLARI Yaklaşık Ağırlığı Genel Yetenek

ABDULKADİR KONUKOĞLU FEN LİSESİ REHBERLİK VE PSİKOLOJİK DANIŞMA BİRİMİ

1 Hipotez konusuna öncelikle yokluk hipoteziyle başlanılan yaklaşımda, araştırma hipotezleri ALTERNATİF HİPOTEZLER olarak adlandırılmaktadır.

Küme temel olarak belli nesnelerin ya da elamanların bir araya gelmesi ile oluşur

İÇİNDEKİLER. Ön Söz Saymanın Temel Kuralları Permütasyon (Sıralama) Kombinasyon (Gruplama) Binom Açılımı...

Ders 4: Rastgele Değişkenler ve Dağılımları

KAHRAMANMARAŞ SÜTÇÜ İMAM ÜNİVERSİTESİ EĞİTİM ÖĞRETİM YILI FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ MATEMATİK BÖLÜMÜ BİRİNCİ VE İKİNCİ ÖĞRETİM DERSLERİ

Kesikli Şans Değişkenleri İçin; Olasılık Dağılımları Beklenen Değer ve Varyans Olasılık Hesaplamaları

GENELLEŞTİRİLMİŞ FUZZY KOMŞULUK SİSTEMİ ÜZERİNE

13.Konu Reel sayılar

RASSAL DEĞİŞKENLER VE OLASILIK DAĞILIMLARI. Yrd. Doç. Dr. Emre ATILGAN

Örnek...3 : Aşağıdaki ifadelerden hangileri bir dizinin genel terim i olabilir?

MIT OpenCourseWare Ekonomide İstatistiksel Yöntemlere Giriş Bahar 2009

Kuantum Fiziği (PHYS 201) Ders Detayları

KESİKLİ ŞANS DEĞİŞKENLERİNİN OLASILIK DAĞILIMLARI. Bernoulli Dağılımı Binom Dağılımı Poisson Dağılımı

İlköğretim Matematik Öğretmenliği

Uygulama 3 Dr. Öğr. Üyesi Aslı SUNER KARAKÜLAH

DEVREK ANADOLU LİSESİ 9. SINIF MATEMATİK DERSİ YILLIK PLANI Alt Öğrenme Alanı

MATEMATİK VE FEN BİLİMLERİ EĞTİMİ ANABİLİM DALI MATEMATİK EĞİTİMİ BİLİM DALI TEZLİ YÜKSEK LİSANS PROGRAMI

DERS 2 : BULANIK KÜMELER

Örnek Bir zar atıldığında zarın üstünde bulunan noktaların sayısı gözlensin. Çift sayı gelmesi olasılığı nedir? n(s) = 3 6 = 1 2

Sistem nedir? Başlıca Fiziksel Sistemler: Bir matematiksel teori;

İstatistik ve Olasılık

MATEMATİKSEL MAKALELERİN İNCELEMELERİ MURAT KAŞLI.

MIT OpenCourseWare Ekonomide İstatistiksel Yöntemlere Giriş Bahar 2009

9. SINIF Geometri TEMEL GEOMETRİK KAVRAMLAR

Matematik Ve Felsefe

Veriye Dayalı Karar Verme (Bölüm 2) Can Akkan

2. REGRESYON ANALİZİNİN TEMEL KAVRAMLARI Tanım

9. SINIFLAR. 1.YAZILI 1.Yazılı 17 Mart 2014 Matematik Din Kültür Ve Ahlak Bilgisi. 1.Yazılı 18 Mart 2014 T.E.D. 2. Yabancı Dil

28/04/2014 tarihli LYS-1 Matematik-Geometri Testi konu analizi SORU NO LYS 1 MATEMATİK TESTİ KAZANIM NO KAZANIMLAR 1 / 31

Ulusal Metroloji Enstitüsü GENEL METROLOJİ

Jeodezide Yaklaşım Yöntemleri: Enterpolasyon ve Kollokasyon

İÇİNDEKİLER. Mantık Kurallarının Elektrik Devrelerine Uygulanması... 14

T I M U R K A R A Ç AY - H AY D A R E Ş C A L C U L U S S E Ç K I N YAY I N C I L I K A N K A R A

ÖZEL ÖĞRETİM KURSU MATEMATİK-I ÇERÇEVE PROGRAMI. :Kesikkapı Mah. Atatürk Cad.No.79 Fethiye /MUĞLA

Örnek...6 : Örnek...1 : Örnek...7 : Örnek...2 : Örnek...3 : Örnek...4 : Örnek...8 : Örnek...5 : MANTIK 2 MATEMATİKSEL ARAÇLAR AÇIK ÖNERMELER

MATM 133 MATEMATİK LOJİK. Dr. Doç. Çarıyar Aşıralıyev

SORU 1: X bir sonsuz küme ve A da X kümesinin tüm sonlu alt kümelerinin. A := {B P (X) : B sonlu} SORU 2: X sayılamayan bir küme

BMT 206 Ayrık Matematik. Yük. Müh. Köksal GÜNDOĞDU 1

KÜMELER ÜNİTE 1. ÜNİTE 1. ÜNİTE 2. ÜNİTE 1. ÜNİT

DAVRANIŞ BİLİMLERİNE GİRİŞ

UYGULAMALI MATEMATİK ÇÖZÜMLÜ SORU BANKASI

1. BÖLÜM Mantık BÖLÜM Sayılar BÖLÜM Rasyonel Sayılar BÖLÜM I. Dereceden Denklemler ve Eşitsizlikler

Rastgele Değişkenlerin Dağılımları. Mühendislikte İstatistik Yöntemler

ÖRNEKLEME DAĞILIŞLARI VE TAHMİNLEYİCİLERİN ÖZELLİKLERİ

Ossmat.com Matematik-Fizik-Kimya-Biyoloji Hakkında Herşey (ana sayfaya git)

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

225 ARAŞTIRMA YÖNTEMLERİ. Yrd. Doç. Dr. Dilek Sarıtaş-Atalar

PROBLEM BELİRLEME ve LİTERATÜR (ALANYAZIN) TARAMA

Ders 2: Küme Teorisi, Örnek Uzay, Permütasyonlar ve Kombinasyonlar

Dr. Mehmet AKSARAYLI OLASILIK. Ders 3 / 1

3 KESİKLİ RASSAL DEĞİŞKENLER VE OLASILIK DAĞILIMLARI

İçindekiler. Ön Söz... xiii

YGS / Temel Matematik Soru ve Çözümleri

VEKTÖR UZAYLARI 1.GİRİŞ

İÇİNDEKİLER. BÖLÜM 1 Değişkenler ve Grafikler 1. BÖLÜM 2 Frekans Dağılımları 37

AKSARAY KANUNİ ANADOLU İMAM HATİP LİSESİ EĞİTİM ÖĞRETİM YILI MATEMATİK DERSİ 11.SINIFLAR ÜNİTELENDİRİLMİŞ YILLIK PLANI TEKNİKLER

MIT Açık Ders Malzemeleri Bu materyallerden alıntı yapmak veya Kullanım Koşulları hakkında bilgi almak için

T I M U R K A R A Ç AY - H AY D A R E Ş C A L C U L U S S E Ç K I N YAY I N C I L I K A N K A R A

EĞİTİM ÖĞRETİM YILI 8. SINIF MATEMATİK DERSİ KONULARININ ÇALIŞMA TAKVİMİNE GÖRE DAĞILIM ÇİZELGESİ ALT ÖĞRENME. Örüntü ve Süslemeler

E.Ö.Y TEKİRDAĞ S.B LİSESİ 9. SINIF MATEMATİK DERSİ YILLIK PLANI Alt Öğrenme Alanı

İSTATİSTİK MHN3120 Malzeme Mühendisliği

Lineer Dönüşümler ÜNİTE. Amaçlar. İçindekiler. Yazar Öğr. Grv.Dr. Nevin ORHUN

Projenin Adı:Pascal-Fermat Olasılık Mektupları

Dr. Mehmet AKSARAYLI

Örneklem Dağılımları & Hipotez Testleri Örneklem Dağılımı

Matematik Ders Notları. Doç. Dr. Murat Donduran

Kesikli ġans DeğiĢkenleri Ġçin; Olasılık Dağılımları Beklenen Değer ve Varyans Olasılık Hesaplamaları

Hazırlayan. Ramazan ANĞAY. Bilimsel Araştırmanın Sınıflandırılması

BİRİNCİ SINIF. Toplam Kredi 30

Transkript:

Bilim ve Bilimsel Felsefe Çevresi Etkinliği Bilimsel Felsefe ve Bilimler Hans Reichenbach ın Ölümünün 50.yılı Anısına 12 Aralık 2003 Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi Levent Özbek Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi İstatistik Bölümü Olasılık ve İstatistik Giriş Yaşamın her anında insan bilinçli ya da bilinçsiz olarak içinde veya dışında bulunduğu olayları, süreçleri gözlemleyerek bunların akışı hakkında bilgilenip bu doğrultuda kendi durumuna uygun kararları alır ve davranış biçimleri ortaya koyar. Evrende olup bitenleri anlama ve anlatma çabası içinde olan insan, ilgilendiği olay ve süreçler ile ilgili çeşitli modeller kurarak bu modeller üzerinde gelecekte ne gibi 1

durumlar ortaya çıkabileceğini bilmeye ve eğer süreç denetim altına alınabiliyorsa buna uygun tasarımları yapmaya çalışır. Newton'un Mekaniği ile doruk noktasına ulaşan Laplace anlamında belirlenimci dünya görüşü (determinizm-gerekircilik, saat gibi tıkır-tıkır işleyen evren modeli) 19.yy'da kuantum fiziğinin gelişimi ile beraber yerini olasılıkçı dünya görüşüne bırakmak zorunda kalmıştır. Psikologlar kesinlik arayışını, çocukluğun ilk günlerine, kişinin henüz kuşku duygusundan tedirgin olmadığı, anababanın sağladığı güven içinde rahat olduğu günlere bir dönüş arzusu olarak açıklamaktadırlar. Kesinlik arayışı, hataya yol açan en tehlikeli kaynaklardan biridir; çünkü, bu eğilim üstün bilgi edinme çabası ile birlikte gider. Doğanın akışının düzenli olduğu inancı bize ayrıca güvenlik vermektedir; bu inanç, bir noktaya kadar, geleceği önceden kestirmemize ve hoşa gitmeyecek durumları önlememize yarar. Dikkatli bir şekilde bakıldığında içinde yaşadığımız dünyanın olasılıklı özelliklere sahip olduğu görülebilir. Günlük konuşmalarda geçen "sık sık", "bazen", "ara sıra", "çok sık", "çok az"...vb. sözcükler olasılıklı dünyanın dilimize yansımalarıdır. 2

Olasılık kavramı, bilgi problemlerinin en önemlileri ile ilgilidir. Olasılık her şeyden önce doğa yasalarında kendini gösterir. Doğa bilimi, ileriye dönük olayları kestirme işine ne zaman koyulursa, olasılık kavramı hemen kendini gösterir. Olasılık teorisi doğa yasalarının biçimini olduğu kadar, öndeyici bilginin aracını da belirleyici güçtedir. İnceleme konusu, bilimsel metodun özünü oluşturur. Matematiksel Modelleme Gerçek dünyadaki bir olayın, sürecin veya birimlerden oluşan ve birimleri arasındaki iç ilişkiler yanında çevre ile dış ilişkilere göre işleyen bir sistemin belli bir anlatımına model denir. Anlatım sözle, çizimle, belli bir ölçekte fiziki benzer oluşturmak veya başka bir şekilde yapılmakla birlikte en geçerli anlatım, bilimin ortak dili olan matematik ile yapılmaktadır. Model, gerçek dünyadaki bir olgunun veya sistemin yapı ve işleyişinin, ilgili olduğu bilim sahasının (fizik, kimya, biyoloji, jeoloji, astronomi, ekonomi, sosyoloji,...) kavram ve kanunlarına bağlı olarak ifade edilmesidir. Model gerçek dünyadaki bir olgunun bir anlatımıdır, bir temsilidir. Gerçek dünyanın çok karmaşık olması sebebiyle 3

modeller, anlatmak istedikleri olgu ve sistemleri basitleştirerek belli varsayımlar altında ele almaktadır. Modeller gerçeğin kendileri değildir ve ne kadar karmaşık görünseler de gerçeğin bir eksik anlatımıdırlar. Kısaca model denilen şey model kurucunun gerçeği "anlayışının" bir ürünüdür. Her model kurma işlemi bir soyutlama sürecidir. Soyutlama süreci, gerçek dünyadaki olguların ayrıntılardan arındırılmış görüntülerinin insan düşüncesine aktarılmasıdır. Modeli kurabilmek ve seçebilmek için söz konusu olgu veya sistemin temel özelliklerini, birimleri arasındaki iç ilişkilerini ve çevre ile olan dış ilişkilerini bilmek gerekir. Modelin başarısı, pratik ve bilimsel yararlılığı, olgu veya sistemin esasını soyutlamadaki doğruluğun derecesine ve gözönüne alınan özelliklerin ne denli temel nitelikte olup olmadıklarına bağlıdır. Bir ölçme sonucu, ölçülen özelliğin modeldeki karşılığı olan değişkenin aldığı değer olarak ele alınmaktadır. Ölçülen özellik rasgelelik içerdiğinde modelde karşılık gelen değişken doğal olarak rasgele değişken olacaktır. Herhangi bir deneysel bilimin ilgi sahasına giren olguları modellemede düşünce tarzı aşağıdaki şekildeki gibidir. 4

Gerçek dünya Olgu Ölçme veri data sonuç çıkarma Soyut Dünya Model Matematik İstatistik Olasılık Teorisi Olasılık terorisi, soyut bir matematiksel disiplin olarak ele alındığında Ölçü Teorisinin bir parçası, rasgelelik olgusunun modellenmesinde uygulamalı bir disiplin olarak ele alındığında İstatistik Teorisinin bir parçasıdır. İstatistik, "rasgelelik" içeren olaylar, süreçler, sistemler hakkında matematiksel modeller kurmada özellikle bu modellerin geçerliliğini sınamada ve bu modellerden sonuç çıkarmada gerekli bilgi ve yöntemleri sağlayan bir bilim dalıdır. Rasgelelik, çevremizin belirgin niteliğidir. Olasılık ve İstatistik teorisine kısaca rasgeleliğin bilimi demek yanlış olmaz. 5

Pagels "rasgelelik nedir?" sorusuna cevap vermeye çalışırken, matematiksel ve fiziksel rasgelelik problemleri arasında ayrım yapmanın önemine değinmiştir. Matematiksel problem, sayılar veya fonksiyonların rasgele sırasının ne anlama geldiğini tanımlayan bir mantıksal problemdir. Fiziksel rasgelelik problemi gerçek fiziksel olayların rasgelelik konusundaki matematiksel kriterlere uyup uymadığını belirlemektir. Rasgeleliğin matematiksel bir tanımına sahip olana kadar, doğal olayların bir dizisinin gerçekten rasgele olup olmadığını belirleyemeyiz. Bir kere böyle bir tanımımız olunca, o zaman, gerçek olayların böyle bir tanıma karşılık gelip gelmediğini belirleme konulu ek deneysel bir problemimiz olur. Burada ilk problemle karşılaşırız: Matematikçiler, rasgeleliğin kesin bir tanımını verme ya da onunla bağlantılı bir iş olan olasılığı tanımlama işinde hiç bir zaman başarı sağlayamamıştır... Tarihsel Gelişim İlk olasılık problemleri ile matematikçiler ciddi şekilde XVII yüzyılda, kumar oyunlarını incelerlerken karşılaşmışlardır. Bu yüzyılın üç büyük matematikçisi, B.Pascal (1632-1662), P.Fermat (1601-1665) ve C.Huygens 6

(1629-1695) bilimsel çalışmalarında olasılığın temel kavramlarını basit şekilde ele almışlardır. P.Fermat ve B.Pascal'ın bilimsel yazışmaları olasılık teorisinin temel kavramlarının oluşmasında önemli rol oynamıştır. 1654 yılına ait olan bu yazışmaların birinde B.Pascal "Ben çok mutluyum, çünkü matematiğin yeni bir dalı meydana gelmektedir" diye yazmaktadır. C.Huygens, 1655 yılındaki Paris gezisinde Fransız matematikçilerden Fermat ve Pascal'ın yeni bir bilim dalı hakkında yazışmalar yaptıklarını duyar ve 1658 yılında "Kumar oyunlarında şansların hesaplanması" adlı bir eser yazar. Yazıldıktan kısa bir süre sonra kitap ikinci, üçüncü,... baskılarını yaparak devrin bilim adamlarını önemli derecede etkilemiştir. Olasılık teorisinin bir bilim dalı şeklinde oluşmasında, şüphesiz, en büyük rolü Jacobi Bernoulli'nin (1654-1705) yazdığı "Ars Conjectandi" (Varsayımlar Sanatı) adlı eseri oynamıştır. J. Bernoulli bu eserinde olasılık teorisinin temel teoremi olan büyük sayılar kuramını ifade ederek ispatlamıştır. Bernoulli'nin bu kitabından sonra olasılık teorisi matematiksel bir kuram olarak hızla gelişmeye başlamıştır. De Mouvre (1667-1754), D.Bernoulli (1700-1782), P.S.Laplace (1749-1827), K.F.Gauss (1777-1855), S.D.Poisson (1781-1840), P.L.Chebişev (1821-1894), A.A.Markov (1856-1922) olasılık teorisinin gelişmesinde 7

ve başka bilim dallarına uygulanmasında büyük rol oynamışlardır. XVIII yüzyıl ve XIX yüzyıl başları, olasılık teorisinin yoğun biçimde uygulama alanı gösterdiği bir dönemdir. Bu dönemde olasılık hesapları bilim adamları arasında adeta moda olmuştur. Hukuk problemlerine, tarih araştırmalarına, politikaya, hatta teolojiye bile uygulamaya girişilmişti. Tüm düşüncelerde belli olasılık kabulünden yola çıkılıyordu. Mesela, hukuk problemlerinde, kabul ediliyordu ki insanlar aynı olasılıkla yalan veya doğruyu söyler. Bir sosyal problem, basit bir aritmetik problemi gibi çözülüyordu. XX yüzyılda Olasılık Teorisi aksiyomatik bir yapıya kavuşturulmuştur. 1923 yılında Borel, olasılığı, şu kötümser sözlerle nitelemekteydi: "olasılığı, salt mantık açısından sağlam, uygulama alanları açısından kimseye yararı olmayan ve bilim adına layık olmaktan uzak bir konu sayabiliriz." Bu kötümser görüşe rağmen Borel (1924), Von Mises (1921-1931) ve Kolmogorov (1933) olasılığı, tıpkı geometri gibi, belli aksiyomlardan hareket eden mantıki bir yapıya sahip bir matematik dalı haline getiren çalışmalarda öncü oldular. Bugün kümeler teorisi üstüne kurulan aksiyomatik 8

olasılık teorisinin temelleri adı geçen bu yazarların çalışmalarıyla olmuştur. Olasılık Uzayları Cümle kavramı matematiğin temel bir kavramıdır. Boş olmayan bir kümenin alt cümlelerinden oluşan cümleye sınıf denir. Tanım : Bir Ω cümlesinin alt cümlelerinden oluşan sınıfı, U bir i) Ω U ii) iii) A U A U U ' da her ( A n ) dizisi için i= 1 A n U Özelliklerine sahipse U sınıfına Ω da bir σ cebir denir. Tanım : R deki açık aralıkların {( a, b) : a < b, a b R} Β =, 1 sınıfını kapsayan en küçük σ cebire Borel cebiri denir. Borel cebirinin bir elemanına Borel cümlesi denir. Benzer şekilde R de de Borel cebiri tanımlanabilir. n Olasılık Ölçüsü 9

Tanım : U, Ω da bir σ cebir olmak üzere P : U R A P(A) fonksiyonu; 1) A U için P( A) 0 2) P( Ω) = 1 3) U daki ayrık cümlelerin her (A n ) dizisi için P A i= 1 n = i= 1 P( A n ) özelliklerine sahipse P ye U üzerinde bir olasılık ölçüsü denir. P(A) değerine A'nın olasılık ölçüsü veya A'nın olasılığı denir. Tanım : Ω, boş olmayan bir cümle U, Ω da bir σ cebir ve P, U üzerinde bir olasılık ölçüsü olmak üzere ( Ω, U, P) üçlüsüne olasılık uzayı denir. Örnek : Ω = { w 1, w2,..., wn} sonlu elemana sahip olduğunda, σ cebir olarak N kuvvet kümesi alındığında, ve p i = P( wi ), p i = 1 olmak üzere i= 2 P : U R A P(A) = wi A olasılık ölçüsü tanımlanır. p i p = 1 = p2 =... pn olduğunda 10

n( A) " A' nıı P( A) = = n( Ω) " Ω' nıı eleman sayı" eleman sayı" olacaktır (klasik olasılık tanımı). Benzer biçimde sayılabilir sonsuz elemana sahip Ω cümlesi için de olasılık ölçüsü tanımlanabilir. Ω R, sonlu uzunluklu bir cümle olmak üzere da bir P olasılık ölçüsü, " A araliginin P( A) = " Ω araliginin uzunlugu" uzunlugu" olarak tanımlanır. Benzer biçimde, B Ω 2 Ω R sonlu alanlı bir cümle olmak üzere da bir P olasılık ölçüsü, " A ' nin alan olcusu" P( A) = " Ω ' nin alan olcusu" olarak tanımlanır. B Ω Örnek Uzaylar ve Olaylar Olasılık deneyi : Sonuçlarının cümlesi belli olan, ancak gerçeklendiğinde hangi sonucun ortaya çıkacağı önceden bilinmeyen bir işleme Olasılık deneyi denir. Örnek Uzay : Bir olasılık deneyinin tüm olabilir sonuçlarının kümesine Örnek Uzay denir. 11

Olay : Örnek uzayın bir alt cümlesine olay denir. Bir olayın gerçekleşmesi deney sonucunun bu cümlenin bir elemanı olması demektir. Belli bir ( Ω,U, P) olasılık uzayını belli bir olasılık deneyinin modeli olarak kullandığımızda Ω cümlesi örnek uzayı, U, σ cebiri olayların cümlesini, P ise bu olasılık deneyi ile ilgili probleme "iyi bir yaklaşımda" bulunan bir olasılık ölçüsünü temsil edecektir. Belli bir ( Ω,U, P) olasılık uzayı belli bir olasılık deneyinin modeli olarak kullanıldığında U, σ cebirindeki cümleler deney ile ilgili olaylara karşılık gelecektir. Bir σ cebir sayılabilir birleşim, kesişim ve tümleme işlemine göre kapalı olduğundan, σ cebirdeki cümleler üzerinde bu işlemler sonucu elde edilen bir cümle bir olaya karşılık gelecektir. Rasgele Değişkenler Bir olasılık deneyinin sonuçlarının cümlesi olan örnek uzayın elemanları çok değişik türde olabilir. Rasgele değişkenler yardımıyla örnek uzayın elemanlarına reel 12

sayılar eşlenmekte, böylece olasılık ölçüleri Borel cebiri üzerindeki olasılık ölçülerine indirgenmiş olmaktadır. Tanım : ( Ω,U, P) bir olasılık uzayı ve X :Ω R w X (w) olmak üzere, a R için, { w Ω : X ( w) a} U ise X fonksiyonuna bir rasgele değişken denir. Bundan sonra gelen kavramlar; Dağılım fonksiyonu, Olasılık (yoğunluk) fonksiyonu, Beklenen değer, vb. biçiminde sıralanabilir. Olasılığın anlamına ilişkin görüşler "Hilesiz bir zarla 6 atmanın olasılığı 1/6'dır" önermesi sayısal olasılık önermesine bir örnektir. Sayısal bir olasılık önermesi nasıl yorumlanacaktır? Popper, öznel yorumlamada bazı ruhbilimsel öğelerin olduğunu, buna göre olasılık derecesini kesinlik ya da belirsizlik inancının ölçütü olarak değerlendirmiştir. Reichanbach, rasyonalistler için, olasılık derecesi denen şey, nedenlerin yokluğunda aklın ürünüdür, değerlendirmesini yapmıştır. Popper, nesnel yorumlamayı ise, sayısal her olasılık önermesi, olaylar dizisi içerisindeki 13

belirli olayların göreli sıklığına ilişkin bir önerme olarak nitelemiştir. Böylece örneğin, "bir sonraki zar atışında 1 atmanın olasılığı 1/6 dır" biçimindeki bir önerme, bir sonraki zar atışının bir önermesi değil, atışlar kümesinin tamamının bir önermesidir; bir sonraki atış ile ilgili bir önerme de bu kümenin bir elemanıdır; bu önerme yalnızca, söz konusu kümede "1 atmanın" göreli sıklığının 1/6 olduğunu ileri sürmektedir. Bu yaklaşıma göre, sayısal olasılık önermeleri, ancak sıklığa ilişkin bir yorum yapılabildiğinde kabul edilebilir. Olasılıklar hesabındaki başlıca önermelerin geçerliliğini sağlayan bir sıklık kuramı R.V. Mises tarafından ortaya konulmuştur. Reichanbach, bu kuramı olasılığın deneysel felsefesi olarak adlandırmıştır ve rasyonalist yorumun bilimsel felsefede yer almaması gerektiğini söylemiştir. Bu kurama göre olasılıklar hesabı, belirli "rasgelelik" öğesi içeren olaylar dizisinin bir kuramıdır. Bu olaylar dizisini tanımlayan iki belitsel koşul vardır: Bunlar, "sınır-değer beliti" ve "gelişigüzellik belitidir". Bir olaylar dizisi bu iki koşulu doyurduğunda, Mises bunu, sonsuz biçimde yinelendiği düşünülen denemeler dizisi - yani "kolektif"- olarak tanımlamaktadır. Örneğin, yıpranmayan bir zarla yapılan atışlar dizisi bir kolektifdir. Bu tür her olayın belirli bir özelliği vardır; örneğin "beş atış" bir özelliktir. Olaylar dizisindeki her bir eleman için yeni bir dizi "göreli sıklıklar dizisi" karşılık 14

getirilebilir. Özellikler dizisi uzadıkça, sınır-değer belitine göre, göreli sıklıkların dizisi belirli bir sınır değere ulaşmalıdır. Mises'e göre "olasılık" sözcüğü, bir "kolektifin içinde bulunan göreli sıklığın sınır-değerinin" başka bir ifadesidir. Mises'e göre olasılık hesabının tek amacı şudur: Verilmiş olasılıklardan yola çıkarak, başka olasılıkların hesaplanmasıdır. Reichanbach, olasılığın sıklık yorumunun, bir olasılık önermesinin tek bir olaya uygulanması sırasında güçlük çıkaracağını, tek bir olayın olasılığının sıklık olarak belirtmenin bir anlam taşımadığını söylemiştir. Mises'in sıklık kuramı, Bernouilli Büyük Sayılar Kuralı ile matematiksel olarak daha iyi anlaşılabilir. Büyük Sayılar Kuralı kuramsal ve deneysel iki sayıyı birbirine bağlamaktadır. Bu kuralın aracılığı ile olasılık teorisi deneysel çalışma ile temas eder ve bu kuramın teorik olarak elde edilen sonuçları çeşitli deneysel bilim dallarına uygulanarak doğanın daha derin, ama kesin yasalarla ifade edilemeyen kanunlara uygunluklarını matematiksel olarak ifade etmeye olanak sağlar. Bernoulli Teoremi (Büyük Sayılar Kuralı): Bir deney n kez yapılsın ve yapılan her bir deneyin sonucunda A olayının gelme olasılığı, p=p(a), sabit olsun, m 15

de n denemede gelen A olayının sayısı olmak üzere; ε > 0 için lim n m P p n ε = 0 dır. Deneme saysı sonsuza gittiğine, lim n m = n p gibi düşünülmemelidir, yapılan deneyler sonucunda m p n > ε şeklinde bir sapma olabilir. Bernoulli teoremine göre deneme sayısı n yeterince büyük olduğunda m p > ε olayının olasılığının, olayın bir deneyde gelme olasılığından herhangi bir sapması olasılığı çok küçük olan bir olaydır. n Olasılık teorisi Kolmogorov Aksiyomları olarak bilinen matematiksel alt yapısı ve Mises'in sıklık kuramı (Bernoulli Büyük Sayılar Kuralı) ile birlikte ele alınmakta ve rasgelelik içeren süreçleri modellemede kullanılmaktadır. Geleceğe ilişkin her önerme, olasılık önermesini içinde barındırmaktadır. Doğada ve toplumda, bilmediğimiz veya hesaba katmadığımız nedenlerle değişen sonuçlar veren olaylarla çoğu zaman karşılaşılır. Gerçekliği ifade eden matematiksel fonksiyonlar değildir. Gerçekliği ifade eden, büyüklüklerin deneyle belirlendiği dağılım fonksiyonlarıdır. Bilim giderek katı belirlenimcilik anlayışını terk etmekte ve günlük yaşam ölçeğiyle belirlenmiş yasaları 16

değiştirmeden, olguların temelinde yatan daha esnek bir "istatistik belirlenimcilik" anlayışına yaklaşmaktadır. 17

Örnek. Kenar uzunluğu 20 br. olan kare marleyler ile döşeli bir odanın tabanına yarıçapı 2 br. olan bir tavla pulu rasgele atıldığında marleyin kenarları ile kesişmemesi olasılığı nedir? Model : Deney sonucunda, paranın merkez noktasının düştüğü (bulunduğu) marley üzerindeki konumu gözlensin. Gözlemleme işlemi, paranın merkez noktasının bulunduğu marleyi Şekil 1 deki gibi bir koordinat sisteminin başlangıç noktasına kaydırarak yapılabilir. Deney sanki bir tek marley üzerinde yapılıyormuş gibi düşünülebilir. Paranın merkez noktasının koordinatları sonuçların kümesi ( x, y) olmak üzere olabilir {( xy, ) R : 0 x 20, 0 y 20} Ω= R 2 2 dir. üzere R 2 A deki Borel cebirinin Ω'ya kısıtlanması B Ω olmak B için olasılık ölçüsü olarak Ω " A nıı alan ölçüsü" P( A) = " Ω nıı alan ölçüsü" alınırsa, deneyi, ( Ω, B Ω, P) olasılık uzayı ile modellemiş (anlatmış) oluruz. 18

y 20 18 A 2 0 2 18 20 Şekil -1 x A: Atılan pulun marleyin kenarları ile kesişmemesi olayı olsun. A = {( x, y) R 2 : 2 x 18, 2 y 18 } olmak üzere 16 20 P( A) = = 064. 2 2 olarak bulunur. Modelin verdiği sonucun "iyiliği" nasıl belirlenebilir? Deneyin bu model üzerinde simülasyonu yapılmak istendiğinde, örneğin bir koordinat sisteminin başlangıcına 20x20'lik bir kare çizilip rasgele rakamlar tablosu (RRT) yardımıyla x ile y koordinatları üretilebilir. Aynı işlemler bilgisayarda da yapılabilir. Örnek. 19

Yarıçapı 1 br. olan madeni bir para, taban yarıçapı 4 br. olan bir silindirin içine atıldığında tabanın merkez noktasını örtmesi olasılığı nedir? 1.Model : Para atıldığında deney sonucu, taban ile paranın merkez noktaları arasındaki uzaklık olarak belirlensin. Deney sonucunda bu uzaklık ölçülmüş (gözlenmiş) olsun. Bu uzaklık 1 br den küçük olduğunda bu olay gerçekleşmiş olur. d. Şekil-2 d :Tabanın merkezi ile paranın merkezi arasındaki uzaklık A: Paranın silindir tabanının merkezini örtmesi olayı olsun. Bu durumda, Ω= { d : 0 d 3} A = { d : 0 d 1} 20

dir. İki merkez arasındaki uzaklığı gösteren d sayısı deney sonucunda 0 ile 3 arasında bir değer olacaktır. Olasılık ölçüsü olarak, A B için Ω " A nin aralik uzunlugu" P( A) = " Ω nin aralik uzunlugu" alınırsa olasılık uzayı ( Ω, B Ω, P ) olmak üzere bu uzayda (modelde) sorulan olasılık P( A) = 1 3 olarak bulunur. 2.Model : Deneyin sonucu, başlangıç noktası silindirin tabanının merkezinde olan bir dik koordinat sistemine göre, paranın merkez noktasının bu koordinat sistemindeki konumu olarak belirlensin. y.(x,y) x Şekil -3 A : Paranın silindir tabanının merkez noktasını örtmesi olayı olsun. Bu durumda { xy R 2 : 0 x 2 y 2 9} Ω * = (, ) + 2 2 2 {(, ) : 0 1} A= x y R x + y P " A nin alanölçüsü" A) = " Ω nin alan ölçüsü" * ( * 21

ve olasılık uzayı ( Ω *, B Ω, P * ) olmak üzere bu uzayda (modelde) sorulan olasılık * P ( A ) = π 1 2 = π 2 3 1 9 olarak bulunur. Bu örnekteki deney iki farklı şekilde modellendi. Bu modellerden hangisi tercih edilecektir? İstatistik Bölümü öğrencileri ile istatistik laboratuvarında yapılan deneyler açık bir şekilde ikinci modeli desteklemiştir. Birinci modelin neresinde kusur olabilir? 22