内容简介
《现代数学基础丛书·典藏版6:数理统计引论》是以育年科研作者作为主要对象而编写的,《现代数学基础丛书·典藏版6:数理统计引论》严格而系统地阐明了数理统计的基本原理,并尽量反映本学科的现代面貌。关于应用方而只作为解释原理和方法的手段,而不是《现代数学基础丛书·典藏版6:数理统计引论》的目的。
《现代数学基础丛书·典藏版6:数理统计引论》主要内容有:点估计,假设检验,线性模型和非参数统计等。书末附有习题。
《现代数学基础丛书·典藏版6:数理统计引论》的对象是:数理统计和概率论的青年研究工作者和大学本专业教师、研究生和高年级学生。
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目录
前言/序言
本书的目的是用严格的数学语言,对数理统计学的基础,作一个较为详细和较能反映本学科现代面貌的介绍。近几十年来,数理统计学有了长足的进展,出现了不少论述各种分支的严格而内容充实的著作。但是,一般的初等引论性教本,无论在数学的严格性方面,还是在内容的深度和广度方面,都与这些专著和杂志文献有颇大的距离。这种情况给初学者造成了很大的不便,本书的写作就是希望有助于解决这个问题。
本书设想的主要读者是数理统计和概率论的青年研究工作者,大学本专业教师、研究生和高年级学生。有些部分也可以作为统计专业的有关课程的教学参考书。另外,对于那些主要兴趣在于统计的应用而又具备了较好数学基础的人,本书可以作为在理论上提高的参考。
作为一种包含许多统计分支的著作,为使内容不流于空泛,较能反映现代面貌且要将篇幅限制在合理的范围内,在材料的选取上有着一些不大好处理的问题。本书的作法是依据如下的考虑:当一个青年研究工作者进入某一统计专门分支时,他不仅应当具备为阅读该分支的专著和文献所必需的基础,而且应当对其它重要的统计分支的基本内容有切实而非空泛的了解。因此,材料的选择,以普遍需要的公共基础部分为主,对于那些只有在专著中才能妥善处理的问题,则不作过分深入的讨论,例如,线性模型的理论对于回归分析、方差分析和多元分析等统计分支都有重要的意义,本书在线性模型一章中,提供了这个理论的比较广泛和深入的基础。掌握了这个基础就可以顺利地进入上述几个分支。但是,对上述分支的更加专门和特殊的问题的讨论,则不属于本书的范围,同时需要指出,关于哪些内容应列为基础的问题,其看法多少有些因人而异。作者的偏好也难免影n向到对某些材料的处理。因此,本书中的某些材料也可能越出了多数人认为是必备基础的范围。
本书是一本数学著作,在基本概念的表述、问题提法及定理论证上,力求符合现代数学的严格性标准;另一方面,统计又是一门应用性很强的学科,在学习统计理论时,不能仅以数学的严格性为满足,还应当尽量了解其实际背景。本书因性质所限,不便于涉及过多的直接来自实际的问题。但是,在概念的统计背景的解释上,也给予了一定程度的注意。例如,关于无偏估计和Bayes估计,其数学定义是简单的,而我们则花了相当的篇幅去解释其统计背景。
好的,这是一本针对数学、统计学专业学生和研究人员的经典教材的深度导读,内容聚焦于概率论、测度论以及它们在现代统计学中的基础地位。 --- 《概率论与测度论基础精讲:从柯尔莫哥洛夫到随机过程的阶梯》图书简介 本书定位: 本书旨在为读者提供一个坚实、严谨且富有洞察力的概率论与测度论基础框架,这是理解现代数理统计学、随机分析乃至整个高等量化科学的基石。它并非仅仅停留在计算技巧层面,而是深入探讨了现代概率论赖以建立的数学结构和基本原理。 目标读者: 本科高年级及研究生阶段的数学、统计学、金融工程、应用数学专业的学生;希望系统回顾和深化概率论基础的研究人员;以及所有需要精确理解统计推断和随机模型数学根源的专业人士。 第一部分:测度论的构建——概率的数学根基 (Foundation in Measure Theory) 概率论的严谨性源于测度论。本部分将引导读者跨越直观概率的藩篱,进入到严格的集合论和测度空间框架之中。 1. 集合论与拓扑初步: 在深入测度论之前,本书首先回顾了构建概率空间所必需的集合论基础,包括可数集、不可数集、选择公理的意义,以及拓扑空间的基本概念,如开集、闭集、紧致性等。这为理解后续的 $sigma$-代数构造提供了必要的语境。 2. $sigma$-代数与可测集: 核心内容聚焦于 $sigma$-代数(可测集族)的定义、构造及其性质。我们将详细阐述 $sigma$-代数是定义概率测度所必需的最小结构。探讨如何通过拓扑结构(如波雷尔集 $mathcal{B}(mathbb{R}^n)$)自然地生成 $sigma$-代数。内容包括生成 $sigma$-代数、最小 $sigma$-代数、以及蒙特金厄姆定理(Monotone Class Theorem)在概率论中的应用。 3. 测度与外测度: 本书严格定义了测度(Measure)的公理化体系,特别是其可加性要求。重点对比了长度、面积、体积(勒贝格测度)与一般测度之间的关系。引入外测度的概念,并详细演示Carathéodory 扩展定理——这是将一个外测度转化为一个完整测度的关键工具,为勒贝格测度的构造提供了严谨的路径。 4. 勒贝格测度和勒贝格积分: 这是概率论中“期望”的数学对应物。本书区分了黎曼积分与勒贝格积分的根本区别,并详述了勒贝格积分的构造过程:从简单函数的积分开始,逐步推广到非负可测函数和一般可测函数。对积分的收敛性定理的讲解尤为详尽,包括: 单调收敛定理 (MCT): 解释了为什么它在处理极限和积分的交换中至关重要。 法图引理 (Fatou's Lemma): 强调了其不等式特性及其在概率论中的应用。 占优收敛定理 (DCT): 阐述了何时可以安全地交换极限与积分,这在统计推断(如大样本性质)中频繁出现。 第二部分:概率论的公理化体系 (Axiomatic Probability Theory) 基于测度论的语言,本部分重构了柯尔莫哥洛夫的概率论公理体系,使概率空间 $(Omega, mathcal{F}, P)$ 成为一个结构完备的对象。 5. 概率空间与随机变量的严格定义: 概率 $P$ 被确立为定义在 $sigma$-代数 $mathcal{F}$ 上的一个规范化的测度。随机变量 $X$ 被定义为 $mathcal{F}$ 到 $mathcal{B}(mathbb{R})$ 的一个可测映射。本书深入探讨了随机变量的分布函数(CDF)与测度之间的关系,强调了分布函数是如何由概率测度诱导的。 6. 联合分布、条件概率与期望的重构: 联合分布与独立性: 联合分布被视为乘积 $sigma$-代数上的乘积测度。独立性的概念被推广到 $sigma$-代数层面的独立性,这比对随机变量事件的独立性描述更为根本。 条件期望的测度论视角: 这是本书的亮点之一。条件期望 $E[X|G]$ 不再是直观的“已知信息下的平均值”,而是通过拉东-尼科迪姆定理 (Radon-Nikodym Theorem) 定义的、具有特定性质的函数。本书详细阐述了如何利用 $ ext{RN}$ 定理证明条件期望的存在性和唯一性,并讨论了其在最优估计中的地位。 7. 随机变量的收敛性: 统计学严重依赖于大数定律和中心极限定理,这些都需要精确的收敛概念。本书系统区分了以下五种收敛模式,并明确了它们之间的关系: 依概率收敛 ($P$-a.s.) 几乎必然收敛 (a.s.) 依分布收敛 ($D$) $L^p$ 收敛 (均方收敛) 第三部分:随机过程的初步探索 (Introduction to Stochastic Processes) 在概率空间和测度论的坚实基础上,本书引入了随机过程的概念,这是处理时间序列和动态系统的关键工具。 8. 随机过程的样本空间与指标集: 随机过程 ${X_t, t in T}$ 被定义为在概率空间上的一族随机变量。本书侧重于分析指标集 $T$ 对过程性质的影响(如离散时间与连续时间)。 9. 鞅论基础: 鞅(Martingale)是连接概率论与最优控制、金融数学的核心结构。本书从信息流($sigma$-代数流 $mathcal{F}_t$)的角度严格定义了鞅、次鞅和超鞅。鞅收敛定理(特别是停时定理的铺垫)被详细分析,为后续更高级的随机分析打下基础。 总结: 《概率论与测度论基础精讲》致力于将概率论从一门经验科学提升到一门精确的数学分支。它不仅教会读者“如何计算”,更深刻地阐释了“为什么这些计算是有效的”——所有的统计推断、随机模型和时间序列分析,最终都必须回归到测度论的坚实基石之上。本书的深度和严谨性,是通往现代数理统计学殿堂的必经之路。