用证明和例子理解墨菲定律

原文:https://www . geesforgeks . org/understanding-murphys-law-with-proof-and-examples/

在这篇文章中,我们将讨论外行术语墨菲定律的概述,然后我们将主要关注证明和解释,并将通过证明和例子来理解墨菲定律。我们一个一个来讨论。

概述: 用外行人的话来说,墨菲定律说的是“如果某件事会出错,它就会出错”。数学上,给定相互独立的事件 A1,A2,…安。

And T = number of events to occur,
Ex( T ) denotes the expected number of events to occur.

那么墨菲定律说,没有一个独立事件会发生的概率是这个表达式的上限,如下所示。

e^( -Ex(T)).  

或者

P( T =0 ) ≤ e ∧-Ex(T)                                         

证明:【2】证明中,Ai 处处表示 i= 1,2…n。

[Tex]P(A1' ∩ A2'  ......An')[/Tex]
       =(P(Ai') ) for i= 1,2....n
       =  ∏ (1-P(Ai))                     step 3 
       ≤  ∏ (e^-P(Ai))                    step 4
       ≤  e ^[∑ (-P(Ai))]                 step 5
       ≤ e ^ -Ex(T)                       step 6

证明解释: 为了理解第 3 步到第 4 步,阅读一点关于泰勒级数的内容,对 e^-x 使用泰勒级数,并使用如下近似。

  e^-x ≥ 1-x 
= 1-x ≤ e^-x , In our case, x is equivalent to P(Ai)

了解第 4 步至第 5 步–

  ∏ (e^-P(Ai))   
= e^-P(A1) * e^-P(A2) * e^-P(A3) ....... e^-P(An)
= e^-{A1+A2+A3 +.....+An}
= e ^[∑ (-P(Ai))]

要理解第 5 步到第 6 步– 回想一下预期发生的事件数量的定义,如下所示。

= Ex(T) =(P(Ai)) for i= 1 to n.

于是,证明了。给定概率空间 S 和事件 A1,A2……。安。都在 s .那么下面的表达式如下。

Expected number of events to occur = Ex(T) =P(Ai) for i = 1...n

既然我们已经证明了墨菲定律。

例-1 : 我们来看一个例子来理解这个。假设有一千个事件要对一个核反应堆的故障负责,发生的事件数的期望值是 10。假设所有事件都是相互独立的。那么这些因素都不会发生,从而不会失败的概率是多少?

解决方案– 从问题中,我们知道 Ex(T) =10,其中 T =导致失败的预期事件数。根据墨菲定律,所有事件都不会发生的概率以 e -10 为上限,即 0.000045。所以,至少有一个事件导致失败的几率是= 1- e -10 = 0.999955。这就是墨菲定律的影响,对于计算机专业的学生来说,这是数学中非常重要的概念。

参考文献: https://en.wikipedia.org/wiki/Taylor_series