क्षण (गणित): Difference between revisions

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{{Short description|In mathematics, a quantitative measure of the shape of a set of points}}
{{Short description|In mathematics, a quantitative measure of the shape of a set of points}}
{{About||the physical concept|Moment (physics)}}
{{About||भौतिक अवधारणा|क्षण (भौतिकी)}}
<!-- It could be interesting to comment on whether the moments are invariant over coordinate changes or not. Usually we use moments to compare functions that are in the same coordinate system, so it doesn't usually matter. -->
गणित में, किसी फ़ंक्शन के क्षण (गणित) किसी फ़ंक्शन के ग्राफ़ के आकार से संबंधित कुछ मात्रात्मक माप होते हैं। यदि फ़ंक्शन द्रव्यमान घनत्व का प्रतिनिधित्व करता है, तो शून्यवां क्षण कुल द्रव्यमान है, पहला क्षण (कुल द्रव्यमान द्वारा सामान्यीकृत) द्रव्यमान का केंद्र है, और दूसरा क्षण जड़ता का क्षण है। यदि फ़ंक्शन एक संभाव्यता वितरण है, तो पहला क्षण [[अपेक्षित मूल्य]] है, दूसरा [[केंद्रीय क्षण]] विचरण है, तीसरा [[मानकीकृत क्षण]] [[तिरछापन]] है, और चौथा मानकीकृत क्षण [[कुकुदता]] है। गणितीय अवधारणा भौतिकी में [[क्षण (भौतिकी)]] की अवधारणा से निकटता से संबंधित है।


एक बंधे हुए सेट पर द्रव्यमान या संभाव्यता के वितरण के लिए, सभी क्षणों का संग्रह (सभी आदेशों से)। {{math|0}} को {{math|∞}}) वितरण को विशिष्ट रूप से निर्धारित करता है (हॉसडॉर्फ क्षण समस्या)। यह बात असीमित अंतरालों ([[हैमबर्गर क्षण समस्या]]) पर सच नहीं है।
गणित में, किसी फलन के '''क्षण (गणित)''' किसी फलन के आरेख के आकार से संबंधित कुछ मात्रात्मक माप होते हैं। यदि फलन द्रव्यमान घनत्व का प्रतिनिधित्व करता है, तो शून्यवां क्षण कुल द्रव्यमान है, प्रथम क्षण (कुल द्रव्यमान द्वारा सामान्यीकृत) द्रव्यमान का केंद्र है, और दूसरा क्षण जड़ता का क्षण है। यदि फलन प्रायिकता वितरण है, तो प्रथम क्षण [[अपेक्षित मूल्य|अपेक्षित मान]] है, दूसरा [[केंद्रीय क्षण]] प्रसरण है, तृतीय [[मानकीकृत क्षण]] [[तिरछापन|वैषम्य]] है, और चौथा मानकीकृत क्षण [[कुकुदता]] है। गणितीय अवधारणा भौतिकी में [[क्षण (भौतिकी)]] की अवधारणा से निकटता से संबंधित है।
 
उन्नीसवीं सदी के मध्य में, [[पफनुटी चेबीशेव]] [[यादृच्छिक चर]] के क्षणों के संदर्भ में व्यवस्थित रूप से सोचने वाले पहले व्यक्ति बने।<ref>{{cite journal|journal=Bulletin of the American Mathematical Society |series=New Series| volume=3| number=1|date=July 1980|title=समरूपता के शोषण के रूप में हार्मोनिक विश्लेषण - एक ऐतिहासिक सर्वेक्षण| author=George Mackey| page=549}}</ref>


इस प्रकार से परिबद्ध अंतराल पर द्रव्यमान या प्रायिकता के वितरण के लिए, सभी क्षणों का संग्रह (सभी क्रमों में से {{math|0}} से {{math|∞}} तक) विशिष्ट रूप से वितरण (हॉसडॉर्फ क्षण समस्या) को निर्धारित करता है। यह बात असीमित अंतरालों ([[हैमबर्गर क्षण समस्या]]) पर सत्य नहीं है।


इस प्रकार से उन्नीसवीं शताब्दी के मध्य में, [[पफनुटी चेबीशेव]] [[यादृच्छिक चर]] के क्षणों के संदर्भ में व्यवस्थित रूप से सोचने वाले प्रथम व्यक्ति बने।<ref>{{cite journal|journal=Bulletin of the American Mathematical Society |series=New Series| volume=3| number=1|date=July 1980|title=समरूपता के शोषण के रूप में हार्मोनिक विश्लेषण - एक ऐतिहासिक सर्वेक्षण| author=George Mackey| page=549}}</ref>
==क्षणों का महत्व==
==क्षणों का महत्व==
{{mvar|n}}-वितरण का वां कच्चा क्षण (अर्थात, शून्य के बारे में क्षण) द्वारा परिभाषित किया गया है<ref>{{Cite book| last=Papoulis| first=A.| title=Probability, Random Variables, and Stochastic Processes, 2nd ed.|publisher=[[McGraw Hill]]| year=1984| location=New York| pages=145–149}}</ref><math display="block">\mu'_n = \langle x^n\rangle</math>कहाँ<math display="block">\langle f(x) \rangle = \begin{cases}
{{mvar|n}}किसी वितरण का n-वाँ अपरिष्कृ क्षण (अर्थात, शून्य के विषय में क्षण) द्वारा परिभाषित किया गया है<ref>{{Cite book| last=Papoulis| first=A.| title=Probability, Random Variables, and Stochastic Processes, 2nd ed.|publisher=[[McGraw Hill]]| year=1984| location=New York| pages=145–149}}</ref><math display="block">\mu'_n = \langle x^n\rangle</math>जहाँ<math display="block">\langle f(x) \rangle = \begin{cases}
  \sum f(x)P(x), & \text{discrete distribution} \\
  \sum f(x)P(x), & \text{discrete distribution} \\
  \int f(x)P(x) dx, & \text{continuous distribution}
  \int f(x)P(x) dx, & \text{continuous distribution}
\end{cases}</math> {{mvar|n}|n}}-मूल्य c के बारे में एक वास्तविक चर के [[वास्तविक संख्या]]-मूल्य वाले निरंतर फ़ंक्शन f(x) का वां क्षण [[अभिन्न]] है<math display="block">\mu_n = \int_{-\infty}^\infty (x - c)^n\,f(x)\,\mathrm{d}x.</math>वास्तविक-मूल्यवान कार्यों के क्षणों की तुलना में यादृच्छिक चर के लिए क्षणों को अधिक सामान्य तरीके से परिभाषित करना संभव है - मीट्रिक रिक्त स्थान में #केंद्रीय क्षण देखें। किसी फ़ंक्शन का क्षण, बिना अधिक स्पष्टीकरण के, आमतौर पर c = 0 के साथ उपरोक्त अभिव्यक्ति को संदर्भित करता है।
\end{cases}</math> {{mvar|n}|n}}एक मान c के विषय में एक [[वास्तविक संख्या]] के वास्तविक-मान वाले सतत फलन f(x) का n-वाँ क्षण [[अभिन्न]] है<math display="block">\mu_n = \int_{-\infty}^\infty (x - c)^n\,f(x)\,\mathrm{d}x.</math>अतः वास्तविक- मानित फलनों के क्षणों की तुलना में यादृच्छिक चर के लिए क्षणों को अधिक सामान्य रूप से परिभाषित करना संभव है - मापीय रिक्त समष्टि में केंद्रीय क्षण देखें। इस प्रकार से किसी फलन का क्षण, बिना अधिक स्पष्टीकरण के, सामान्यतः c = 0 के साथ उपरोक्त अभिव्यक्ति को संदर्भित करता है।
दूसरे और उच्च क्षणों के लिए, केंद्रीय क्षण (माध्य के बारे में क्षण, सी माध्य है) का उपयोग आमतौर पर शून्य के बारे में क्षणों के बजाय किया जाता है, क्योंकि वे वितरण के आकार के बारे में स्पष्ट जानकारी प्रदान करते हैं।
दूसरे और उच्च क्षणों के लिए, केंद्रीय क्षण (माध्य के विषय में क्षण, c माध्य है) का उपयोग सामान्यतः शून्य के विषय में क्षणों के अतिरिक्त किया जाता है, क्योंकि वे वितरण के आकार के विषय में स्पष्ट सूचना प्रदान करते हैं।
 
अतः अन्य क्षणों को भी परिभाषित किया जा सकता है। इस प्रकार से उदाहरण के लिए,शून्य के विषय में {{mvar|n}}-वां व्युत्क्रम '''<math>\operatorname{E}\left[X^{-n}\right]</math>''' क्षण है, और शून्य के विषय में {{mvar|n}}-वां लघुगणकीय क्षण <math>\operatorname{E}\left[\ln^n(X)\right]</math> है।
 
इस प्रकार से प्रायिकता घनत्व फलन '''f(x)''' के शून्य के विषय में '''{{mvar|n}|n}}'''-वां क्षण '''{{mvar|X{{i sup|n}}}}''' का अपेक्षित मान है और इसे प्राकृतिक क्षण या अपरिष्कृत क्षण कहा जाता है।<ref>{{cite web |url=http://mathworld.wolfram.com/RawMoment.html |title=रॉ मोमेंट -- वोल्फ्राम मैथवर्ल्ड से|access-date=2009-06-24 |url-status=live |archive-url=https://web.archive.org/web/20090528152407/http://mathworld.wolfram.com/RawMoment.html |archive-date=2009-05-28 }} Raw Moments at Math-world</ref> इसके माध्य '''{{mvar|μ}}''' के विषय में क्षणों को केंद्रीय क्षण कहा जाता है; ये [[अनुवाद (ज्यामिति)]] से स्वतंत्र रूप से फलन के आकार का वर्णन करते हैं।


अन्य क्षणों को भी परिभाषित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, {{mvar|n}}शून्य के बारे में व्युत्क्रम क्षण है <math>\operatorname{E}\left[X^{-n}\right]</math> और यह {{mvar|n}}-शून्य के बारे में वां लघुगणकीय क्षण है <math>\operatorname{E}\left[\ln^n(X)\right].</math>
यदि f एक प्रायिकता घनत्व फलन है, तो उपरोक्त अभिन्न के मान को प्रायिकता वितरण का n-वाँ क्षण कहा जाता है। अधिक सामान्यतः, यदि F किसी प्रायिकता वितरण का संचयी प्रायिकता वितरण फलन है, जिसमें घनत्व फलन नहीं हो सकता है, तो प्रायिकता वितरण का n-वाँ क्षण रीमैन-स्टिल्टजेस समाकल<math display="block">\mu'_n = \operatorname{E} \left[X^n\right] = \int_{-\infty}^\infty x^n\,\mathrm{d}F(x)</math>द्वारा दिया जाता है, जहां X यादृच्छिक चर है जिसका संचयी वितरण F है, और {{math|E}} अपेक्षा संचालिका या माध्य है।


{{mvar|n}|n}}-संभाव्यता घनत्व फ़ंक्शन के शून्य के बारे में वां क्षण f(x) का अपेक्षित मान है {{mvar|X{{i sup|n}}}} और इसे कच्चा क्षण या अपरिष्कृत क्षण कहा जाता है।<ref>{{cite web |url=http://mathworld.wolfram.com/RawMoment.html |title=रॉ मोमेंट -- वोल्फ्राम मैथवर्ल्ड से|access-date=2009-06-24 |url-status=live |archive-url=https://web.archive.org/web/20090528152407/http://mathworld.wolfram.com/RawMoment.html |archive-date=2009-05-28 }} Raw Moments at Math-world</ref> इसके मतलब के बारे में क्षण {{mvar|μ}} केन्द्रीय क्षण कहलाते हैं; ये [[अनुवाद (ज्यामिति)]] से स्वतंत्र रूप से फ़ंक्शन के आकार का वर्णन करते हैं।


यदि f एक संभाव्यता घनत्व फ़ंक्शन है, तो उपरोक्त अभिन्न का मान कहा जाता है {{mvar|n}}-संभाव्यता वितरण का वां क्षण। अधिक सामान्यतः, यदि F किसी संभाव्यता वितरण का संचयी वितरण फलन है, जिसमें घनत्व फलन नहीं हो सकता है, तो {{mvar|n}}-संभाव्यता वितरण का वां क्षण रीमैन-स्टिल्टजेस इंटीग्रल द्वारा दिया गया है<math display="block">\mu'_n = \operatorname{E} \left[X^n\right] = \int_{-\infty}^\infty x^n\,\mathrm{d}F(x)</math>जहां X एक यादृच्छिक चर है जिसका संचयी वितरण F है, और {{math|E}} अपेक्षा संचालिका या माध्य है।
जब<math display="block">\operatorname{E}\left[ \left|X^n \right| \right] = \int_{-\infty}^\infty \left|x^n\right|\,\mathrm{d}F(x) = \infty</math>कहा जाता है कि वह क्षण अस्तित्व में नहीं है। यदि किसी भी बिंदु के विषय में {{mvar|n}}-वां क्षण स्थित है, तो प्रत्येक बिंदु के विषय में {{math|(''n'' − 1)}}-वां क्षण (और इस प्रकार, सभी निम्न क्रम के क्षण) स्थित हैं।
कब<math display="block">\operatorname{E}\left[ \left|X^n \right| \right] = \int_{-\infty}^\infty \left|x^n\right|\,\mathrm{d}F(x) = \infty</math>कहा जाता है कि वह क्षण अस्तित्व में नहीं है। यदि {{mvar|n}}-किसी भी बिंदु के बारे में वां क्षण मौजूद है, इसलिए भी {{math|(''n'' − 1)}}-हर बिंदु के बारे में वां क्षण (और इस प्रकार, सभी निचले क्रम के क्षण)
इस प्रकार से किसी भी प्रायिकता घनत्व फलन का शून्यवाँ क्षण 1 है, क्योंकि किसी भी प्रायिकता घनत्व फलन के अंतर्गत क्षेत्र के बराबर होना चाहिए।
किसी भी संभाव्यता घनत्व फ़ंक्शन का शून्यवाँ क्षण 1 है, क्योंकि किसी भी संभाव्यता घनत्व फ़ंक्शन के अंतर्गत क्षेत्र एक के बराबर होना चाहिए।


{|class="wikitable"
{| class="wikitable"
|+ Significance of moments (raw, central, normalised) and cumulants (raw, normalised), in connection with named properties of distributions
|+ वितरण के नामित गुणों के संबंध में क्षणों (अपरिष्कृत, केंद्रीय, सामान्यीकृत) और संचयी (अपरिष्कृत, सामान्यीकृत) का महत्व
|-
|-
! rowspan=2 | Moment <br/>ordinal
! rowspan="2" | क्षण क्रमवाचक
! colspan=3 | Moment
! colspan="3" | Moment
! colspan=2 | [[Cumulant]]
! colspan="2" | [[Cumulant]]
|-
|-
! Raw
! अपरिष्कृत
! Central
! केंद्रीय
! Standardized
! मानकीकृत
! Raw
! अपरिष्कृत
! Normalized
! सामान्यीकृत
|-
|-
| 1  || [[Mean]] || 0 || 0 || Mean || {{n/a}}
| 1  || [[Mean|माध्य]] || 0 || 0 || माध्य || {{n/a}}
|-
|-
| 2  || – || [[Variance]] || 1 || Variance || 1
| 2  || – || [[Variance|प्रसरण]] || 1 || प्रसरण || 1
|-
|-
| 3  || – || – || [[Skewness]] || – || Skewness
| 3  || – || – || [[Skewness|वैषम्य]] || – || वैषम्य
|-
|-
| 4  || – || – || (Non-excess or historical) [[kurtosis]]  || – || [[Kurtosis#Excess kurtosis|Excess kurtosis]]
| 4  || – || – || (गैर-अतिरिक्त या ऐतिहासिक) [[kurtosis|कुकुदता]]  || – || [[Kurtosis#Excess kurtosis|अत्यधिक]] [[kurtosis|कुकुदता]]
|-
|-
| 5  || – || – || Hyperskewness || – || –
| 5  || – || – || अति[[Skewness|वैषम्य]] || – || –
|-
|-
| 6  || – || – || Hypertailedness || – || –
| 6  || – || – || अतिपुच्छता || – || –
|-
|-
| 7+ || – || – || – || – || –
| 7+ || – || – || – || – || –
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=== मानकीकृत क्षण ===
=== मानकीकृत क्षण ===
{{Main|Standardized moment}}
{{Main|मानकीकृत क्षण}}
सामान्यीकृत {{mvar|n}}-वाँ केन्द्रीय क्षण या मानकीकृत क्षण है {{mvar|n}}-वें केंद्रीय क्षण से विभाजित {{mvar|σ<sup>n</sup>}}; सामान्यीकृत {{mvar|n}}-यादृच्छिक चर का केंद्रीय क्षण {{mvar|X}} है <math display="block">\frac{\mu_n}{\sigma^n} = \frac{\operatorname{E}\left[(X - \mu)^n\right]}{\sigma^n} = \frac{\operatorname{E}\left[(X - \mu)^n\right]}{\operatorname{E}\left[(X - \mu)^2\right]^\frac{n}{2}} .</math>
ये सामान्यीकृत केंद्रीय क्षण [[आयामहीन संख्या]] हैं, जो पैमाने के किसी भी रैखिक परिवर्तन से स्वतंत्र रूप से वितरण का प्रतिनिधित्व करते हैं।


एक विद्युत संकेत के लिए, पहला क्षण उसका डीसी स्तर है, और दूसरा क्षण उसकी औसत शक्ति का आनुपातिक है।<ref name="MaxfieldBird2011">{{cite book| author1=Clive Maxfield|author2=John Bird| author3=Tim Williams |author4=Walt Kester |author5=Dan Bensky|title=Electrical Engineering: Know It All|year=2011| publisher=Newnes|isbn=978-0-08-094966-6| page=884}}</ref><ref name="NguyenShwedyk2009">{{cite book| author1=Ha H. Nguyen|author2=Ed Shwedyk| title=डिजिटल संचार में पहला पाठ्यक्रम| url=https://archive.org/details/firstcoursedigit00nguy_906| url-access=limited| year=2009| publisher=Cambridge University Press| isbn=978-0-521-87613-1| page=[https://archive.org/details/firstcoursedigit00nguy_906/page/n55 87]}}</ref>
इस प्रकार से सामान्यीकृत n-वें केंद्रीय क्षण या मानकीकृत क्षण n-वें केंद्रीय क्षण को {{mvar|σ<sup>n</sup>}} से विभाजित किया जाता है; यादृच्छिक चर '''X''' का सामान्यीकृत n-वाँ केंद्रीय क्षण <math display="block">\frac{\mu_n}{\sigma^n} = \frac{\operatorname{E}\left[(X - \mu)^n\right]}{\sigma^n} = \frac{\operatorname{E}\left[(X - \mu)^n\right]}{\operatorname{E}\left[(X - \mu)^2\right]^\frac{n}{2}} </math> है।


अतः ये सामान्यीकृत केंद्रीय क्षण [[आयामहीन संख्या|विमाहीन संख्या]] हैं, जो पैमाने के किसी भी रैखिक परिवर्तन से स्वतंत्र रूप से वितरण का प्रतिनिधित्व करते हैं।


इस प्रकार से एक विद्युत संकेत के लिए, प्रथम क्षण उसका डीसी स्तर है, और दूसरा क्षण उसकी औसत शक्ति का आनुपातिक है।<ref name="MaxfieldBird2011">{{cite book| author1=Clive Maxfield|author2=John Bird| author3=Tim Williams |author4=Walt Kester |author5=Dan Bensky|title=Electrical Engineering: Know It All|year=2011| publisher=Newnes|isbn=978-0-08-094966-6| page=884}}</ref><ref name="NguyenShwedyk2009">{{cite book| author1=Ha H. Nguyen|author2=Ed Shwedyk| title=डिजिटल संचार में पहला पाठ्यक्रम| url=https://archive.org/details/firstcoursedigit00nguy_906| url-access=limited| year=2009| publisher=Cambridge University Press| isbn=978-0-521-87613-1| page=[https://archive.org/details/firstcoursedigit00nguy_906/page/n55 87]}}</ref>
=== उल्लेखनीय क्षण ===
=== उल्लेखनीय क्षण ===


====मतलब====
====माध्य====
{{Main|Mean}}
{{Main|माध्य}}
पहला कच्चा क्षण माध्य है, जिसे आमतौर पर दर्शाया जाता है <math>\mu \equiv \operatorname{E}[X].</math>


अतः प्रथम प्राकृतिक क्षण माध्य है, जिसे सामान्यतः <math>\mu \equiv \operatorname{E}[X]</math> द्वारा र्शाया जाता है।


====भिन्नता====
{{Main|Variance}}
दूसरा केंद्रीय क्षण विचरण है। विचरण का धनात्मक [[वर्गमूल]] [[मानक विचलन]] है <math>\sigma \equiv \left(\operatorname{E}\left[(x - \mu)^2\right]\right)^\frac{1}{2}.</math>


====प्रसरण====
{{Main|विसरण}}
इस प्रकार से दूसरा केंद्रीय क्षण प्रसरण है। प्रसरण का धनात्मक [[वर्गमूल]] [[मानक विचलन]] <math>\sigma \equiv \left(\operatorname{E}\left[(x - \mu)^2\right]\right)^\frac{1}{2}</math> है।
====वैषम्य====
{{Main|वैषम्य}}


====तिरछापन====
अतः इस प्रकार से तृतीय केंद्रीय क्षण वितरण की असंतुलितता का माप है; यदि परिभाषित किया जाए तो किसी भी सममित वितरण का तृतीय केंद्रीय क्षण शून्य होगा। सामान्यीकृत तीसरे केंद्रीय क्षण को प्रायः {{mvar|γ}} वैषम्य कहा जाता है। वितरण जो बाईं ओर वैषम्य है (वितरण की पश्च बाईं ओर लंबी है) में ऋणात्मक वैषम्य होगा। वितरण जो दाईं ओर वैषम्य है (वितरण की पश्च दाईं ओर लंबी है), उसमें धनात्मक वैषम्य होगा।
{{Main|Skewness}}
तीसरा केंद्रीय क्षण वितरण की असंतुलितता का माप है; यदि परिभाषित किया जाए तो किसी भी सममित वितरण का तीसरा केंद्रीय क्षण शून्य होगा। सामान्यीकृत तीसरे केंद्रीय क्षण को अक्सर तिरछापन कहा जाता है {{mvar|γ}}. एक वितरण जो बाईं ओर तिरछा है (वितरण की पूंछ बाईं ओर लंबी है) में नकारात्मक तिरछापन होगा। एक वितरण जो दाईं ओर तिरछा है (वितरण की पूंछ दाईं ओर लंबी है), उसमें सकारात्मक तिरछापन होगा।


ऐसे वितरणों के लिए जो [[सामान्य वितरण]] से बहुत अधिक भिन्न नहीं हैं, माध्यिका कहीं निकट होगी {{math|''μ'' − ''γσ''/6}}; [[मोड (सांख्यिकी)]] के बारे में {{math|''μ'' − ''γσ''/2}}.
इस प्रकार से ऐसे वितरणों के लिए जो [[सामान्य वितरण]] से बहुत अधिक भिन्न नहीं हैं, माध्यिका {{math|''μ'' − ''γσ''/6}} के निकट कहीं होगी; ; {{math|''μ'' − ''γσ''/2}} के विषय में [[मोड (सांख्यिकी)]] है।


====कर्टोसिस====
====कुकुदता====
{{Main|Kurtosis}}
{{Main|कुकुदता}}


चौथा केंद्रीय क्षण वितरण की पूंछ के भारीपन का माप है। चूँकि यह चौथी शक्ति की अपेक्षा है, चौथा केंद्रीय क्षण, जहाँ परिभाषित किया गया है, हमेशा गैर-नकारात्मक होता है; और [[ख़राब संभाव्यता वितरण]] को छोड़कर, यह हमेशा सख्ती से सकारात्मक होता है। सामान्य वितरण का चौथा केंद्रीय क्षण है {{math|3''σ''<sup>4</sup>}}.
चौथा केंद्रीय क्षण वितरण की पश्च के भारीपन का माप है। चूँकि यह चौथी शक्ति की अपेक्षा है, चौथा केंद्रीय क्षण, जहाँ परिभाषित किया गया है, सदैव गैर-ऋणात्मक होता है; और [[ख़राब संभाव्यता वितरण|निकृष्ट प्रायिकता वितरण]] को छोड़कर, यह सदैव दृढ़ता से धनात्मक होता है। सामान्य वितरण {{math|3''σ''<sup>4</sup>}} का चौथा केंद्रीय क्षण है।


कर्टोसिस {{mvar|κ}} को मानकीकृत चौथे केंद्रीय क्षण के रूप में परिभाषित किया गया है। (समान रूप से, जैसा कि अगले भाग में है, अतिरिक्त कर्टोसिस चौथे [[संचयी]] को दूसरे क्यूम्युलेंट के वर्ग से विभाजित किया गया है।)<ref name="CasellaBerger">{{cite book | last1 = Casella | first1 = George | last2 = Berger | first2 = Roger L. | author-link1 = George Casella | author-link2 = Roger L. Berger | title = सांख्यिकीय निष्कर्ष| publisher = Duxbury | location = Pacific Grove | year = 2002 | edition = 2 | isbn = 0-534-24312-6 }}</ref><ref name="BalandaMacGillivray88">{{cite journal | last1 = Ballanda | first1 = Kevin P. | last2 = MacGillivray | first2 = H. L. | author2-link = Helen MacGillivray | title = Kurtosis: A Critical Review | journal = The American Statistician | volume = 42 | issue = 2 | pages = 111–119 | year = 1988 | doi = 10.2307/2684482 | jstor = 2684482 | publisher = American Statistical Association}}</ref> यदि वितरण में भारी पूंछ हैं, तो कर्टोसिस उच्च होगा (कभी-कभी लेप्टोकर्टिक भी कहा जाता है); इसके विपरीत, हल्के-पूंछ वाले वितरण (उदाहरण के लिए, वर्दी जैसे बंधे हुए वितरण) में कम कर्टोसिस होता है (कभी-कभी इसे प्लैटीकर्टिक भी कहा जाता है)।
अतः कुकुदता {{mvar|κ}} को मानकीकृत चौथे केंद्रीय क्षण के रूप में परिभाषित किया गया है। (समान रूप से, जैसा कि अगले भाग में है, अतिरिक्त कुकुदता चौथे [[संचयी]] को दूसरे संचयी के वर्ग से विभाजित किया गया है।)<ref name="CasellaBerger">{{cite book | last1 = Casella | first1 = George | last2 = Berger | first2 = Roger L. | author-link1 = George Casella | author-link2 = Roger L. Berger | title = सांख्यिकीय निष्कर्ष| publisher = Duxbury | location = Pacific Grove | year = 2002 | edition = 2 | isbn = 0-534-24312-6 }}</ref><ref name="BalandaMacGillivray88">{{cite journal | last1 = Ballanda | first1 = Kevin P. | last2 = MacGillivray | first2 = H. L. | author2-link = Helen MacGillivray | title = Kurtosis: A Critical Review | journal = The American Statistician | volume = 42 | issue = 2 | pages = 111–119 | year = 1988 | doi = 10.2307/2684482 | jstor = 2684482 | publisher = American Statistical Association}}</ref> यदि वितरण में भारी पश्च हैं, तो कुकुदता उच्च होगा (कभी-कभी लेप्टोकर्टिक भी कहा जाता है); इसके विपरीत, हल्के-पश्च वाले वितरण (इस प्रकार से उदाहरण के लिए, वर्दी जैसे बंधे हुए वितरण) में कम कुकुदता होता है (कभी-कभी इसे प्लैटीकर्टिक भी कहा जाता है)।


कर्टोसिस बिना किसी सीमा के सकारात्मक हो सकता है, लेकिन {{mvar|κ}} से बड़ा या बराबर होना चाहिए {{math|''γ''<sup>2</sup> + 1}}; समानता केवल [[बर्नौली वितरण]] के लिए है। असीमित तिरछा वितरण के लिए जो सामान्य से बहुत दूर नहीं है, {{mvar|κ}} के क्षेत्र में कहीं होता है {{math|''γ''<sup>2</sup>}} और {{math|2''γ''<sup>2</sup>}}.
कुकुदता बिना किसी सीमा के धनात्मक हो सकता है, परन्तु {{mvar|κ}} से बड़ा या {{math|''γ''<sup>2</sup> + 1}} के बराबर होना चाहिए; समानता मात्र [[बर्नौली वितरण]] के लिए है। सामान्य से बहुत दूर नहीं होने वाले असीमित वैषम्य वितरण के लिए, κ γ2 और 2γ2 के क्षेत्र में कहीं होता है।


विचार करके असमानता को सिद्ध किया जा सकता है<math display="block">\operatorname{E}\left[\left(T^2 -  aT - 1\right)^2\right]</math>कहाँ {{math|1=''T'' = (''X'' − ''μ'')/''σ''}}. यह एक वर्ग की अपेक्षा है, इसलिए यह सभी a के लिए गैर-नकारात्मक है; हालाँकि यह एक में एक द्विघात [[बहुपद]] भी है। इसका विवेचक गैर-सकारात्मक होना चाहिए, जो आवश्यक संबंध देता है।
असमानता को<math display="block">\operatorname{E}\left[\left(T^2 -  aT - 1\right)^2\right]</math>
 
पर विचार करके सिद्ध किया जा सकता है जहां {{math|1=''T'' = (''X'' − ''μ'')/''σ''}}यह वर्ग की अपेक्षा है, इसलिए यह सभी a के लिए गैर-ऋणात्मक है; यद्यपि यह में द्विघात [[बहुपद]] भी है। इसका विवेचक गैर-धनात्मक होना चाहिए, जो आवश्यक संबंध देता है।


=== उच्चतर क्षण ===
=== उच्चतर क्षण ===
उच्च-क्रम के क्षण चौथे-क्रम के क्षणों से परे के क्षण हैं।
इस प्रकार से उच्च-क्रम के क्षण चौथे-क्रम के क्षणों के अतिरिक्त क्षण हैं।


विचरण, तिरछापन और कर्टोसिस की तरह, ये [[उच्च-क्रम के आँकड़े]] हैं, जिनमें डेटा के गैर-रेखीय संयोजन शामिल हैं, और इनका उपयोग आगे के आकार मापदंडों के विवरण या अनुमान के लिए किया जा सकता है। क्षण जितना अधिक होगा, अनुमान लगाना उतना ही कठिन होगा, इस अर्थ में कि समान गुणवत्ता के अनुमान प्राप्त करने के लिए बड़े नमूनों की आवश्यकता होती है। यह उच्चतर आदेशों द्वारा उपभोग की गई स्वतंत्रता की अतिरिक्त डिग्री (सांख्यिकी) के कारण है। इसके अलावा, उनकी व्याख्या करना सूक्ष्म हो सकता है, अक्सर उन्हें निचले क्रम के क्षणों के संदर्भ में सबसे आसानी से समझा जा सकता है - भौतिकी में [[जर्क (भौतिकी)]] और जंज़ के उच्च-क्रम डेरिवेटिव की तुलना करें। उदाहरण के लिए, जिस प्रकार चौथे क्रम के क्षण (कर्टोसिस) की व्याख्या फैलाव में योगदान में कंधों की तुलना में पूंछों के सापेक्ष महत्व के रूप में की जा सकती है (फैलाव की एक निश्चित मात्रा के लिए, उच्च कर्टोसिस मोटी पूंछ से मेल खाती है, जबकि निचला कर्टोसिस व्यापक से मेल खाता है) कंधे), 5वें क्रम के क्षण की व्याख्या तिरछापन में योगदान के लिए केंद्र (मोड (सांख्यिकी) और कंधों) की तुलना में पूंछों के सापेक्ष महत्व को मापने के रूप में की जा सकती है (तिरछापन की एक निश्चित मात्रा के लिए, उच्चतर 5वां क्षण उच्चतर तिरछापन से मेल खाता है) पूंछ के भाग और मोड का थोड़ा तिरछापन, जबकि निचला 5वां क्षण कंधों में अधिक तिरछापन से मेल खाता है)।
अतः प्रसरण, वैषम्य और कुकुदता के जैसे, ये [[उच्च-क्रम के आँकड़े]] हैं, जिनमें डेटा के गैर-रेखीय संयोजन सम्मिलित हैं, और इनका उपयोग आगे के आकार मापदंडों के विवरण या अनुमान के लिए किया जा सकता है। क्षण जितना अधिक होगा, अनुमान लगाना उतना ही कठिन होगा, इस अर्थ में कि समान गुणवत्ता के अनुमान प्राप्त करने के लिए बड़े प्रतिदर्शों की आवश्यकता होती है। इस प्रकार से यह उच्चतर क्रमों द्वारा उपभोग की गई स्वतंत्रता के अतिरिक्त कोटि (सांख्यिकी) के कारण है। इसके अतिरिक्त, उनकी व्याख्या करना सूक्ष्म हो सकता है, प्रायः उन्हें निम्न क्रम के क्षणों के संदर्भ में सबसे सरलता से समझा जा सकता है - भौतिकी में [[जर्क (भौतिकी)|प्रतिक्षेप (भौतिकी)]] और जंज़ के उच्च-क्रम व्युत्पन्न की तुलना करें। इस प्रकार से उदाहरण के लिए, जिस प्रकार चौथे क्रम के क्षण (कुकुदता) की व्याख्या निक्षेपण में योगदान में आधार की तुलना में पश्चों के सापेक्ष महत्व के रूप में की जा सकती है (निक्षेपण की निश्चित मात्रा के लिए, उच्च कुकुदता मोटी पश्च से मेल खाती है, जबकि निम्न कुकुदता व्यापक आधार से मेल खाता है), 5वें क्रम के क्षण की व्याख्या वैषम्य में योगदान के लिए केंद्र (मोड (सांख्यिकी) और आधार) की तुलना में पश्चों के सापेक्ष महत्व को मापने के रूप में की जा सकती है (अतः वैषम्य की निश्चित मात्रा के लिए, उच्चतर 5वां क्षण उच्चतर वैषम्य से मेल खाता है) पश्च के भाग और मोड का थोड़ा वैषम्य, जबकि निम्न 5वां क्षण आधार में अधिक वैषम्य से मेल खाता है)।


=== मिश्रित क्षण ===
=== मिश्रित क्षण ===
मिश्रित क्षण ऐसे क्षण होते हैं जिनमें अनेक चर शामिल होते हैं।
इस प्रकार से मिश्रित क्षण ऐसे क्षण होते हैं जिनमें अनेक चर सम्मिलित होते हैं।


मूल्य <math>E[X^k]</math> आदेश का क्षण कहा जाता है <math>k</math> (क्षणों को गैर-अभिन्न के लिए भी परिभाषित किया गया है <math>k</math>). यादृच्छिक चर के संयुक्त वितरण के क्षण <math>X_1 ... X_n</math> समान रूप से परिभाषित हैं। किसी भी पूर्णांक के लिए <math>k_i\geq0</math>, गणितीय अपेक्षा <math>E[{X_1}^{k_1}\cdots{X_n}^{k_n}]</math> क्रम का मिश्रित क्षण कहलाता है <math>k</math> (कहाँ <math>k=k_1+...+k_n</math>), और <math>E[(X_1-E[X_1])^{k_1}\cdots(X_n-E[X_n])^{k_n}]</math> क्रम का केंद्रीय मिश्रित क्षण कहलाता है <math>k</math>. मिश्रित क्षण <math>E[(X_1-E[X_1])(X_2-E[X_2])]</math> इसे [[सहप्रसरण]] कहा जाता है और यह यादृच्छिक चरों के बीच निर्भरता की बुनियादी विशेषताओं में से एक है।
अतः मान <math>E[X^k]</math> को क्रम <math>k</math> का क्षण कहा जाता है (क्षणों को गैर-अभिन्न <math>k</math> के लिए भी परिभाषित किया गया है)यादृच्छिक चर के संयुक्त वितरण <math>X_1 ... X_n</math> के क्षण समान रूप से परिभाषित हैं। किसी भी पूर्णांक <math>k_i\geq0</math> के लिए, गणितीय अपेक्षा <math>E[{X_1}^{k_1}\cdots{X_n}^{k_n}]</math> क्रम <math>k</math> का मिश्रित क्षण कहलाता है (जहाँ <math>k=k_1+...+k_n</math>), और <math>E[(X_1-E[X_1])^{k_1}\cdots(X_n-E[X_n])^{k_n}]</math> क्रम <math>k</math> का केंद्रीय मिश्रित क्षण कहलाता है। मिश्रित क्षण <math>E[(X_1-E[X_1])(X_2-E[X_2])]</math> को [[सहप्रसरण]] कहा जाता है और यह यादृच्छिक चरों के बीच निर्भरता की मूलभूत विशेषताओं में से है।


कुछ उदाहरण सहप्रसरण, कोस्क्यूनेस और [[ कोकर्टोसिस ]] हैं। जबकि एक अद्वितीय सहप्रसरण है, कई सह-[[तिरछापन]] और सह-कुर्टोज़ भी हैं।
इस प्रकार से कुछ उदाहरण सहप्रसरण, सह वैषम्य और [[ कोकर्टोसिस |सहकुकुदता]] हैं। जबकि अद्वितीय सहप्रसरण है, कई सह-[[तिरछापन|वैषम्य]] और सह-[[ कोकर्टोसिस |कुकुदता]] भी हैं।


== क्षणों के गुण ==
== क्षणों के गुण ==


=== केंद्र का परिवर्तन ===
=== केंद्र का परिवर्तन ===
तब से
चूँकि
<math display="block">(x - b)^n = (x - a + a - b)^n = \sum_{i=0}^n {n \choose i}(x - a)^i(a - b)^{n-i}</math>
<math display="block">(x - b)^n = (x - a + a - b)^n = \sum_{i=0}^n {n \choose i}(x - a)^i(a - b)^{n-i}</math>
कहाँ <math display="inline">\binom{n}{i}</math> [[द्विपद गुणांक]] है, इसका तात्पर्य यह है कि b के बारे में क्षणों की गणना a के बारे में क्षणों से की जा सकती है:
जहाँ <math display="inline">\binom{n}{i}</math> [[द्विपद गुणांक]] है, इसका तात्पर्य यह है कि b के विषय में क्षणों की गणना a के विषय में क्षणों से की जा सकती है:
<math display="block">E\left[(x - b)^n\right] = \sum_{i=0}^n {n \choose i} E\left[(x - a)^i\right](a - b)^{n-i}.</math>
<math display="block">E\left[(x - b)^n\right] = \sum_{i=0}^n {n \choose i} E\left[(x - a)^i\right](a - b)^{n-i}.</math>
=== फलन के संवलन का क्षण ===
{{Main|संवलन}}


 
इस प्रकार से संवलन <math display="inline">h(t) = (f * g)(t) = \int_{-\infty}^\infty f(\tau) g(t - \tau) \, d\tau</math> का क्षण
=== फ़ंक्शन के कनवल्शन का क्षण ===
<math display="block">\mu_n[h] = \sum_{i=0}^{n} {n\choose i} \mu_i[f] \mu_{n-i}[g]</math>
{{Main|Convolution}}
पढ़ता है जहां <math>\mu_n[\,\cdot\,]</math> कोष्ठक में दिए गए फलन के <math>n</math>वें क्षण को दर्शाता है। यह पहचान क्षण उत्पन्न करने वाले फलन के लिए संवलन प्रमेय का अनुसरण करती है और किसी गुणनफल के विभेदीकरण (गणित) के लिए श्रृंखला नियम को लागू करती है।
एक संकल्प का क्षण <math display="inline">h(t) = (f * g)(t) = \int_{-\infty}^\infty f(\tau) g(t - \tau) \, d\tau</math> पढ़ता
<math display="block">\mu_n[h] = \sum_{i=0}^{n} {n\choose i} \mu_i[f] \mu_{n-i}[g]</math>
कहाँ <math>\mu_n[\,\cdot\,]</math> को दर्शाता है <math>n</math>कोष्ठक में दिए गए फ़ंक्शन का -वाँ क्षण। यह पहचान क्षण उत्पन्न करने वाले कार्य के लिए कनवल्शन प्रमेय का अनुसरण करती है और किसी उत्पाद के विभेदीकरण (गणित) के लिए श्रृंखला नियम को लागू करती है।


==संचयी==
==संचयी==
{{main|Cumulant}}
{{main|संचयी}}


पहला कच्चा क्षण और दूसरा और तीसरा असामान्य केंद्रीय क्षण इस अर्थ में योगात्मक हैं कि यदि X और Y [[सांख्यिकीय स्वतंत्रता]] यादृच्छिक चर हैं तो
इस प्रकार से प्रथम प्राकृतिक क्षण और दूसरा और तृतीय असामान्य केंद्रीय क्षण इस अर्थ में योगात्मक हैं कि यदि X और Y [[सांख्यिकीय स्वतंत्रता]] यादृच्छिक चर हैं तो
<math display="block">\begin{align}
<math display="block">\begin{align}
                 m_1(X + Y) &= m_1(X) + m_1(Y) \\
                 m_1(X + Y) &= m_1(X) + m_1(Y) \\
Line 126: Line 127:
               \mu_3(X + Y) &= \mu_3(X) + \mu_3(Y)
               \mu_3(X + Y) &= \mu_3(X) + \mu_3(Y)
\end{align}</math>
\end{align}</math>
(ये उन चरों के लिए भी मान्य हो सकते हैं जो स्वतंत्रता की तुलना में कमजोर स्थितियों को संतुष्ट करते हैं। पहला हमेशा कायम रहता है; यदि दूसरा कायम रहता है, तो चर को सहसंबंध कहा जाता है)।
(ये उन चरों के लिए भी मान्य हो सकते हैं जो स्वतंत्रता की तुलना में दुर्बल स्थितियों को संतुष्ट करते हैं। प्रथम सदैव बना रहता है; यदि दूसरा बना रहता है, तो चर को सहसंबंध कहा जाता है)।


वास्तव में, ये पहले तीन क्यूमुलेंट हैं और सभी क्यूमुलेंट इस additivity संपत्ति को साझा करते हैं।
वस्तुतः, ये पहले तीन संचयी हैं और सभी संचयी इस योज्यता गुण को साझा करती हैं।


== नमूना क्षण ==
== प्रतिदर्श क्षण ==
सभी के लिए, {{mvar|k}}-किसी जनसंख्या के कच्चे क्षण का अनुमान इसका उपयोग करके लगाया जा सकता है {{mvar|k}}-वां कच्चा नमूना क्षण
इस प्रकार से सभी {{mvar|k}} के लिए, जनसंख्या के {{mvar|k}}-वें अपरिष्कृत क्षण का अनुमान जनसंख्या से लिए गए प्रतिदर्श {{math|''X''<sub>1</sub>, ..., ''X<sub>n</sub>''}} पर लागू {{mvar|k}}-वें प्राकृतिक क्षण
<math display="block">\frac{1}{n}\sum_{i = 1}^{n} X^k_i</math>
<math display="block">\frac{1}{n}\sum_{i = 1}^{n} X^k_i</math>
एक नमूने पर लागू किया गया {{math|''X''<sub>1</sub>, ..., ''X<sub>n</sub>''}}जनसंख्या से लिया गया।
का उपयोग करके लगाया जा सकता है।


यह दिखाया जा सकता है कि कच्चे नमूने के क्षण का अपेक्षित मूल्य बराबर है {{mvar|k}}-किसी भी नमूना आकार के लिए जनसंख्या का वां कच्चा क्षण, यदि वह क्षण मौजूद है {{mvar|n}}. इस प्रकार यह एक निष्पक्ष अनुमानक है। यह केंद्रीय क्षणों की स्थिति के विपरीत है, जिनकी गणना नमूना माध्य का उपयोग करके स्वतंत्रता की एक डिग्री का उपयोग करती है। इसलिए उदाहरण के लिए जनसंख्या विचरण (दूसरा केंद्रीय क्षण) का एक निष्पक्ष अनुमान दिया गया है
यह दिखाया जा सकता है कि अपरिष्कृत प्रतिदर्श क्षण का अपेक्षित मान जनसंख्या के k-वें अपरिष्कृत क्षण के बराबर है, यदि वह क्षण किसी भी प्रतिदर्श आकार n के लिए स्थित है। इस प्रकार यह एक निष्पक्ष अनुमानक है। अतः यह केंद्रीय क्षणों की स्थिति के विपरीत है, जिनकी गणना प्रतिदर्श माध्य का उपयोग करके स्वतंत्रता की एक कोटि का उपयोग करती है। इस प्रकार से उदाहरण के लिए, जनसंख्या प्रसरण (दूसरा केंद्रीय क्षण) का एक निष्पक्ष अनुमान
<math display="block">\frac{1}{n - 1}\sum_{i = 1}^n \left(X_i - \bar{X}\right)^2</math>
<math display="block">\frac{1}{n - 1}\sum_{i = 1}^n \left(X_i - \bar{X}\right)^2</math>
जिसमें पिछला हर {{mvar|n}} को स्वतंत्रता की कोटियों द्वारा प्रतिस्थापित कर दिया गया है {{math|''n'' − 1}}, और किसमें <math>\bar X</math> नमूना माध्य को संदर्भित करता है। जनसंख्या क्षण का यह अनुमान एक कारक द्वारा असमायोजित देखे गए नमूना क्षण से अधिक है <math>\tfrac{n}{n-1},</math> और इसे समायोजित नमूना विचरण या कभी-कभी केवल नमूना विचरण के रूप में जाना जाता है।
द्वारा दिया गया है जिसमें पूर्व हर {{mvar|n}} को स्वतंत्रता की कोटियों {{math|''n'' − 1}} द्वारा प्रतिस्थापित कर दिया गया है, और जिसमें <math>\bar X</math> प्रतिदर्श माध्य को संदर्भित करता है। जनसंख्या क्षण का यह अनुमान <math>\tfrac{n}{n-1}</math> के एक कारक द्वारा असमायोजित देखे गए प्रतिदर्श क्षण से अधिक है, और इसे "समायोजित प्रतिदर्श प्रसरण" या कभी-कभी मात्र "प्रतिदर्श प्रसरण" कहा जाता है।


==क्षणों की समस्या==
==क्षणों की समस्या==
{{main|Moment problem}}
{{main|क्षण समस्या}}
किसी संभाव्यता वितरण को उसके क्षणों के अनुक्रम से निर्धारित करने की समस्याओं को क्षणों की समस्या कहा जाता है। ऐसी समस्याओं पर सबसे पहले पी.एल. ने चर्चा की थी। चेबीशेव (1874)<ref>Feller, W. (1957-1971). ''An introduction to probability theory and its applications.'' New York: John Wiley & Sons. 419 p.</ref> सीमा प्रमेय पर शोध के संबंध में। क्रम में कि एक यादृच्छिक चर की संभाव्यता वितरण <math>X</math> अपने क्षणों द्वारा विशिष्ट रूप से परिभाषित किया जाना चाहिए <math>\alpha_k = EX^k</math> उदाहरण के लिए, यह पर्याप्त है कि कार्लेमैन की शर्त पूरी हो:
 
<math display="block">\sum_{k=1}^\infin\frac{1}{\alpha_{2k}^{1/2k}} = \infin</math>
इस प्रकार से किसी प्रायिकता वितरण को उसके क्षणों के अनुक्रम से निर्धारित करने की समस्याओं को क्षणों की समस्या कहा जाता है। ऐसी समस्याओं पर सबसे पहले पी.एल. चेबीशेव (1874) ने सीमा प्रमेय पर शोध के संबंध में चर्चा की थी।<ref>Feller, W. (1957-1971). ''An introduction to probability theory and its applications.'' New York: John Wiley & Sons. 419 p.</ref> एक यादृच्छिक चर <math>X</math> के प्रायिकता वितरण को उसके क्षणों <math>\alpha_k = EX^k</math> द्वारा विशिष्ट रूप से परिभाषित करने के लिए, इस प्रकार से उदाहरण के लिए, यह पर्याप्त है कि कार्लेमैन की स्थिति संतुष्ट हो:<math display="block">\sum_{k=1}^\infin\frac{1}{\alpha_{2k}^{1/2k}} = \infin</math>
एक समान परिणाम यादृच्छिक वैक्टर के क्षणों के लिए भी लागू होता है। क्षणों की समस्या अनुक्रमों के लक्षण वर्णन की तलाश करती है <math>{{\mu_n}': n = 1,2,3,\dots}</math>यह किसी फलन f के सभी क्षणों के अनुक्रम हैं <math>\alpha_k(n)</math> जिनमें से परिमित हैं, और प्रत्येक पूर्णांक के लिए <math>k\geq1</math> होने देना
 
एक समान परिणाम यादृच्छिक सदिश के क्षणों के लिए भी लागू होता है। अतः क्षणों की समस्या अनुक्रम <math>{{\mu_n}': n = 1,2,3,\dots}</math>के लक्षण वर्णन की खोज करती है जो कुछ फलन f के क्षणों के अनुक्रम हैं, जिनमें से सभी क्षण <math>\alpha_k(n)</math> परिमित हैं, और प्रत्येक पूर्णांक <math>k\geq1</math> के लिए
<math display="block">\alpha_k(n)\rightarrow \alpha_k ,n\rightarrow \infin,</math>
<math display="block">\alpha_k(n)\rightarrow \alpha_k ,n\rightarrow \infin,</math>
कहाँ <math>\alpha_k</math> परिमित है. फिर एक क्रम है <math>{\mu_n}'</math> जो कमजोर रूप से एक वितरण फ़ंक्शन में परिवर्तित हो जाता है <math>\mu</math> रखना <math>\alpha_k</math> इसके क्षणों के रूप में. यदि क्षण निर्धारित करते हैं <math>\mu</math> विशिष्ट रूप से, फिर क्रम <math>{\mu_n}'</math> कमजोर रूप से अभिसरण करता है <math>\mu</math>.
को दें जहां <math>\alpha_k</math> परिमित है। फिर क्रम <math>{\mu_n}'</math> है, जो दुर्बल रूप से वितरण फलन <math>\mu</math> में परिवर्तित हो जाता है जिसके क्षण <math>\alpha_k</math> होते हैं। यदि क्षण विशिष्ट रूप से <math>\mu</math> निर्धारित करते हैं, तो अनुक्रम <math>{\mu_n}'</math> दुर्बल रूप से <math>\mu</math> में परिवर्तित हो जाता है।


==आंशिक क्षण==
==आंशिक क्षण==
आंशिक क्षणों को कभी-कभी एकतरफा क्षण भी कहा जाता है। {{mvar|n}|n}}-संदर्भ बिंदु r के संबंध में निचले और ऊपरी आंशिक क्षणों को इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है
इस प्रकार से आंशिक क्षणों को कभी-कभी "एकपक्षीय क्षण" कहा जाता है। अतः संदर्भ बिंदु r के संबंध में n-वें क्रम के निम्न और ऊपरी आंशिक क्षणों को


<math display="block">\mu_n^- (r) = \int_{-\infty}^r (r - x)^n\,f(x)\,\mathrm{d}x,</math>
<math display="block">\mu_n^- (r) = \int_{-\infty}^r (r - x)^n\,f(x)\,\mathrm{d}x,</math><math display="block">\mu_n^+ (r) = \int_r^\infty (x - r)^n\,f(x)\,\mathrm{d}x</math> के रूप में व्यक्त किया जा सकता है।
<math display="block">\mu_n^+ (r) = \int_r^\infty (x - r)^n\,f(x)\,\mathrm{d}x.</math>
इस प्रकार से यदि अभिन्न फलन अभिसरण नहीं करता है, तो आंशिक क्षण स्थित नहीं है।
यदि अभिन्न फलन अभिसरण नहीं करता है, तो आंशिक क्षण मौजूद नहीं है।


आंशिक क्षणों को घात 1/n तक बढ़ाकर सामान्यीकृत किया जाता है। [[उल्टा संभावित अनुपात]] को पहले क्रम के ऊपरी आंशिक क्षण और सामान्यीकृत दूसरे क्रम के निचले आंशिक क्षण के अनुपात के रूप में व्यक्त किया जा सकता है। उनका उपयोग कुछ वित्तीय मेट्रिक्स की परिभाषा में किया गया है, जैसे [[सॉर्टिनो अनुपात]], क्योंकि वे पूरी तरह से ऊपर या नीचे पर ध्यान केंद्रित करते हैं।
आंशिक क्षणों को घात 1/n तक बढ़ाकर सामान्यीकृत किया जाता है। [[उल्टा संभावित अनुपात|व्युत्क्रम संभावित अनुपात]] को पहले क्रम के ऊपरी आंशिक क्षण और सामान्यीकृत दूसरे क्रम के निम्न आंशिक क्षण के अनुपात के रूप में व्यक्त किया जा सकता है। उनका उपयोग कुछ वित्तीय मिति की परिभाषा में किया गया है, जैसे [[सॉर्टिनो अनुपात]], क्योंकि वे पूर्ण रूप से ऊपर या नीचे पर ध्यान केंद्रित करते हैं।


==मीट्रिक रिक्त स्थान में केंद्रीय क्षण==
==मापीय रिक्त समष्टि में केंद्रीय क्षण==
होने देना {{math|(''M'', ''d'')}} एक [[मीट्रिक स्थान]] बनें, और B(M) को बोरेल सिग्मा बीजगणित होने दें|बोरेल {{mvar|σ}}-एम पर बीजगणित, सिग्मा बीजगणित|{{mvar|σ}}-एम के डी-[[ खुला सेट ]] द्वारा उत्पन्न बीजगणित। (तकनीकी कारणों से, यह मान लेना भी सुविधाजनक है कि एम [[मीट्रिक (गणित)]] डी के संबंध में एक [[अलग करने योग्य स्थान]] है।) मान लीजिए {{math|1 ≤ ''p'' ≤ ∞}}.
अतः मान लीजिए {{math|(''M'', ''d'')}} [[मीट्रिक स्थान|मापीय समष्टि]] है, और '''B(M)''' को M पर बोरेल '''σ'''-बीजगणित होने दें, M के d-[[ खुला सेट | विवृत उपसमुच्चय]] द्वारा उत्पन्न σ-बीजगणित। (तकनीकी कारणों से, यह मान लेना भी सुविधाजनक है कि M [[मीट्रिक (गणित)|मापीय (गणित)]] d के संबंध में [[अलग करने योग्य स्थान|अलग करने योग्य समष्टि]] है।) मान लीजिए {{math|1 ≤ ''p'' ≤ ∞}}


{{mvar|p}}-माप का वां केंद्रीय क्षण {{mvar|μ}} किसी दिए गए बिंदु के बारे में [[मापने योग्य स्थान]] (एम, बी(एम)) पर {{math|''x''<sub>0</sub> ∈ ''M''}} को परिभाषित किया गया है
किसी दिए गए बिंदु {{math|''x''<sub>0</sub> ∈ ''M''}} के विषय में [[मापने योग्य स्थान|मापनीय समष्टि]] (''M'', B(''M'')) पर माप {{mvar|μ}} का {{mvar|p}}-वें केंद्रीय क्षण
<math display="block">\int_{M} d\left(x, x_0\right)^p \, \mathrm{d} \mu (x).</math>
<math display="block">\int_{M} d\left(x, x_0\right)^p \, \mathrm{d} \mu (x)</math> के रूप में परिभाषित किया गया है।
μ को 'परिमित' कहा जाता है {{mvar|p}}-वाँ केंद्रीय क्षण यदि {{mvar|p}}-का केंद्रीय क्षण {{mvar|μ}} एक्स के बारे में<sub>0</sub> कुछ के लिए सीमित है {{math|''x''<sub>0</sub> ∈ ''M''}}.


उपायों के लिए यह शब्दावली सामान्य तरीके से यादृच्छिक चर को आगे बढ़ाती है: यदि {{math|(Ω, Σ, '''P''')}} एक [[संभाव्यता स्थान]] है और {{math|''X'' : Ω → ''M''}} एक यादृच्छिक चर है, तो{{mvar|p}}-''X'' का केंद्रीय क्षण {{math|''x''<sub>0</sub> ∈ ''M''}} को परिभाषित किया गया है
इस प्रकार से '''''μ''''' को परिमित p-वें केंद्रीय क्षण कहा जाता है यदि '''''x<sub>0</sub>''''' के विषय में '''''μ''''' का p-वें केंद्रीय क्षण कुछ '''{{math|''x''<sub>0</sub> ∈ ''M''}}''' के लिए परिमित है।
 
माप के लिए यह शब्दावली सामान्य विधि से यादृच्छिक चर पर आधारित है: यदि {{math|(Ω, Σ, '''P''')}} एक [[संभाव्यता स्थान|प्रायिकता समष्टि]] है और {{math|''X'' : Ω → ''M''}} एक यादृच्छिक चर है, तो {{math|''x''<sub>0</sub> ∈ ''M''}} के विषय में ''X'' का {{mvar|p}}-वें केंद्रीय क्षण
<math display="block">
<math display="block">
   \int_M d \left(x, x_0\right)^p \, \mathrm{d} \left( X_* \left(\mathbf{P}\right) \right) (x) =
   \int_M d \left(x, x_0\right)^p \, \mathrm{d} \left( X_* \left(\mathbf{P}\right) \right) (x) =
   \int_\Omega d \left(X(\omega), x_0\right)^p \, \mathrm{d} \mathbf{P} (\omega) =
   \int_\Omega d \left(X(\omega), x_0\right)^p \, \mathrm{d} \mathbf{P} (\omega) =
   \operatorname{\mathbf{E}}[d(X, x_0)^p],</math>
   \operatorname{\mathbf{E}}[d(X, x_0)^p],</math>
और एक्स के पास 'परिमित' है {{mvar|p}}-वाँ केंद्रीय क्षण यदि {{mvar|p}}-एक्स के बारे में एक्स का केंद्रीय क्षण<sub>0</sub> कुछ के लिए सीमित है {{math|''x''<sub>0</sub> ∈ ''M''}}.
के रूप में परिभाषित किया गया है और X का परिमित {{mvar|p}}-वाँ केंद्रीय क्षण है, यदि X<sub>0</sub> के विषय में X का {{mvar|p}}-वें केंद्रीय क्षण कुछ {{math|''x''<sub>0</sub> ∈ ''M''}} के लिए परिमित है।


==यह भी देखें==
==यह भी देखें==
Line 175: Line 177:
* तथ्यात्मक क्षण
* तथ्यात्मक क्षण
* [[सामान्यीकृत माध्य]]
* [[सामान्यीकृत माध्य]]
* [[छवि क्षण]]
* [[प्रतिबिम्ब क्षण]]
* [[एल-पल]]
* [[एल-क्षण]]
* [[क्षणों की विधि (संभावना सिद्धांत)]]
* [[क्षणों की विधि (प्रायिकता सिद्धांत)]]
* [[क्षणों की विधि (सांख्यिकी)]]
* [[क्षणों की विधि (सांख्यिकी)]]
* क्षण उत्पन्न करने वाला कार्य#क्षणों की गणना|क्षण उत्पन्न करने वाला कार्य
* क्षण उत्पन्न करने वाला फलन#क्षणों की गणना|क्षण उत्पन्न करने वाला फलन
* [[क्षण माप]]
* [[क्षण माप]]
*[[द्वितीय क्षण विधि]]
*[[द्वितीय क्षण विधि]]
* मानकीकृत क्षण
* मानकीकृत क्षण
* स्थिर क्षण समस्या
* स्थिर क्षण समस्या
* [[यादृच्छिक चर के कार्यों के क्षणों के लिए टेलर विस्तार]]
* [[यादृच्छिक चर के फलनों के क्षणों के लिए टेलर विस्तार]]
{{Div col end}}
{{Div col end}}


== संदर्भ ==
== संदर्भ ==
* [[File:CC BY-SA icon.svg|50px]] Text was copied from [https://encyclopediaofmath.org/wiki/Moment Moment] at the Encyclopedia of Mathematics, which is released under a [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/ Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 (Unported) (CC-BY-SA 3.0) license] and the [[Wikipedia:Text of the GNU Free Documentation License|GNU Free Documentation License]].
* [[File:CC BY-SA icon.svg|50px]] Text was copied from [https://encyclopediaofmath.org/wiki/Moment Moment] at the Encyclopedia of Mathematics, which is released under a [https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/ Creative Commons Attribution-Share Alike 3।0 (Unported) (CC-BY-SA 3।0) license] and the [[Wikipedia:Text of the GNU Free Documentation License|GNU Free Documentation License]]
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== अग्रिम पठन ==
== अग्रिम पठन ==
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}}
==बाहरी संबंध==
==बाहरी संबंध==
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{{Statistics|descriptive}}
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{{DEFAULTSORT:Moment (Mathematics)}}[[Category: क्षण (गणित)| क्षण]] [[Category: क्षण (भौतिकी)]]
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[[Category:Articles with hatnote templates targeting a nonexistent page|Moment (Mathematics)]]
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Latest revision as of 20:53, 15 July 2023

गणित में, किसी फलन के क्षण (गणित) किसी फलन के आरेख के आकार से संबंधित कुछ मात्रात्मक माप होते हैं। यदि फलन द्रव्यमान घनत्व का प्रतिनिधित्व करता है, तो शून्यवां क्षण कुल द्रव्यमान है, प्रथम क्षण (कुल द्रव्यमान द्वारा सामान्यीकृत) द्रव्यमान का केंद्र है, और दूसरा क्षण जड़ता का क्षण है। यदि फलन प्रायिकता वितरण है, तो प्रथम क्षण अपेक्षित मान है, दूसरा केंद्रीय क्षण प्रसरण है, तृतीय मानकीकृत क्षण वैषम्य है, और चौथा मानकीकृत क्षण कुकुदता है। गणितीय अवधारणा भौतिकी में क्षण (भौतिकी) की अवधारणा से निकटता से संबंधित है।

इस प्रकार से परिबद्ध अंतराल पर द्रव्यमान या प्रायिकता के वितरण के लिए, सभी क्षणों का संग्रह (सभी क्रमों में से 0 से तक) विशिष्ट रूप से वितरण (हॉसडॉर्फ क्षण समस्या) को निर्धारित करता है। यह बात असीमित अंतरालों (हैमबर्गर क्षण समस्या) पर सत्य नहीं है।

इस प्रकार से उन्नीसवीं शताब्दी के मध्य में, पफनुटी चेबीशेव यादृच्छिक चर के क्षणों के संदर्भ में व्यवस्थित रूप से सोचने वाले प्रथम व्यक्ति बने।[1]

क्षणों का महत्व

nकिसी वितरण का n-वाँ अपरिष्कृ क्षण (अर्थात, शून्य के विषय में क्षण) द्वारा परिभाषित किया गया है[2]

जहाँ
n}एक मान c के विषय में एक वास्तविक संख्या के वास्तविक-मान वाले सतत फलन f(x) का n-वाँ क्षण अभिन्न है
अतः वास्तविक- मानित फलनों के क्षणों की तुलना में यादृच्छिक चर के लिए क्षणों को अधिक सामान्य रूप से परिभाषित करना संभव है - मापीय रिक्त समष्टि में केंद्रीय क्षण देखें। इस प्रकार से किसी फलन का क्षण, बिना अधिक स्पष्टीकरण के, सामान्यतः c = 0 के साथ उपरोक्त अभिव्यक्ति को संदर्भित करता है। दूसरे और उच्च क्षणों के लिए, केंद्रीय क्षण (माध्य के विषय में क्षण, c माध्य है) का उपयोग सामान्यतः शून्य के विषय में क्षणों के अतिरिक्त किया जाता है, क्योंकि वे वितरण के आकार के विषय में स्पष्ट सूचना प्रदान करते हैं।

अतः अन्य क्षणों को भी परिभाषित किया जा सकता है। इस प्रकार से उदाहरण के लिए,शून्य के विषय में n-वां व्युत्क्रम क्षण है, और शून्य के विषय में n-वां लघुगणकीय क्षण है।

इस प्रकार से प्रायिकता घनत्व फलन f(x) के शून्य के विषय में n}-वां क्षण Xn का अपेक्षित मान है और इसे प्राकृतिक क्षण या अपरिष्कृत क्षण कहा जाता है।[3] इसके माध्य μ के विषय में क्षणों को केंद्रीय क्षण कहा जाता है; ये अनुवाद (ज्यामिति) से स्वतंत्र रूप से फलन के आकार का वर्णन करते हैं।

यदि f एक प्रायिकता घनत्व फलन है, तो उपरोक्त अभिन्न के मान को प्रायिकता वितरण का n-वाँ क्षण कहा जाता है। अधिक सामान्यतः, यदि F किसी प्रायिकता वितरण का संचयी प्रायिकता वितरण फलन है, जिसमें घनत्व फलन नहीं हो सकता है, तो प्रायिकता वितरण का n-वाँ क्षण रीमैन-स्टिल्टजेस समाकल

द्वारा दिया जाता है, जहां X यादृच्छिक चर है जिसका संचयी वितरण F है, और E अपेक्षा संचालिका या माध्य है।


जब

कहा जाता है कि वह क्षण अस्तित्व में नहीं है। यदि किसी भी बिंदु के विषय में n-वां क्षण स्थित है, तो प्रत्येक बिंदु के विषय में (n − 1)-वां क्षण (और इस प्रकार, सभी निम्न क्रम के क्षण) स्थित हैं। इस प्रकार से किसी भी प्रायिकता घनत्व फलन का शून्यवाँ क्षण 1 है, क्योंकि किसी भी प्रायिकता घनत्व फलन के अंतर्गत क्षेत्र के बराबर होना चाहिए।

वितरण के नामित गुणों के संबंध में क्षणों (अपरिष्कृत, केंद्रीय, सामान्यीकृत) और संचयी (अपरिष्कृत, सामान्यीकृत) का महत्व
क्षण क्रमवाचक Moment Cumulant
अपरिष्कृत केंद्रीय मानकीकृत अपरिष्कृत सामान्यीकृत
1 माध्य 0 0 माध्य
2 प्रसरण 1 प्रसरण 1
3 वैषम्य वैषम्य
4 (गैर-अतिरिक्त या ऐतिहासिक) कुकुदता अत्यधिक कुकुदता
5 अतिवैषम्य
6 अतिपुच्छता
7+


मानकीकृत क्षण

इस प्रकार से सामान्यीकृत n-वें केंद्रीय क्षण या मानकीकृत क्षण n-वें केंद्रीय क्षण को σn से विभाजित किया जाता है; यादृच्छिक चर X का सामान्यीकृत n-वाँ केंद्रीय क्षण

है।

अतः ये सामान्यीकृत केंद्रीय क्षण विमाहीन संख्या हैं, जो पैमाने के किसी भी रैखिक परिवर्तन से स्वतंत्र रूप से वितरण का प्रतिनिधित्व करते हैं।

इस प्रकार से एक विद्युत संकेत के लिए, प्रथम क्षण उसका डीसी स्तर है, और दूसरा क्षण उसकी औसत शक्ति का आनुपातिक है।[4][5]

उल्लेखनीय क्षण

माध्य

अतः प्रथम प्राकृतिक क्षण माध्य है, जिसे सामान्यतः द्वारा र्शाया जाता है।


प्रसरण

इस प्रकार से दूसरा केंद्रीय क्षण प्रसरण है। प्रसरण का धनात्मक वर्गमूल मानक विचलन है।

वैषम्य

अतः इस प्रकार से तृतीय केंद्रीय क्षण वितरण की असंतुलितता का माप है; यदि परिभाषित किया जाए तो किसी भी सममित वितरण का तृतीय केंद्रीय क्षण शून्य होगा। सामान्यीकृत तीसरे केंद्रीय क्षण को प्रायः γ वैषम्य कहा जाता है। वितरण जो बाईं ओर वैषम्य है (वितरण की पश्च बाईं ओर लंबी है) में ऋणात्मक वैषम्य होगा। वितरण जो दाईं ओर वैषम्य है (वितरण की पश्च दाईं ओर लंबी है), उसमें धनात्मक वैषम्य होगा।

इस प्रकार से ऐसे वितरणों के लिए जो सामान्य वितरण से बहुत अधिक भिन्न नहीं हैं, माध्यिका μγσ/6 के निकट कहीं होगी; ; μγσ/2 के विषय में मोड (सांख्यिकी) है।

कुकुदता

चौथा केंद्रीय क्षण वितरण की पश्च के भारीपन का माप है। चूँकि यह चौथी शक्ति की अपेक्षा है, चौथा केंद्रीय क्षण, जहाँ परिभाषित किया गया है, सदैव गैर-ऋणात्मक होता है; और निकृष्ट प्रायिकता वितरण को छोड़कर, यह सदैव दृढ़ता से धनात्मक होता है। सामान्य वितरण 3σ4 का चौथा केंद्रीय क्षण है।

अतः कुकुदता κ को मानकीकृत चौथे केंद्रीय क्षण के रूप में परिभाषित किया गया है। (समान रूप से, जैसा कि अगले भाग में है, अतिरिक्त कुकुदता चौथे संचयी को दूसरे संचयी के वर्ग से विभाजित किया गया है।)[6][7] यदि वितरण में भारी पश्च हैं, तो कुकुदता उच्च होगा (कभी-कभी लेप्टोकर्टिक भी कहा जाता है); इसके विपरीत, हल्के-पश्च वाले वितरण (इस प्रकार से उदाहरण के लिए, वर्दी जैसे बंधे हुए वितरण) में कम कुकुदता होता है (कभी-कभी इसे प्लैटीकर्टिक भी कहा जाता है)।

कुकुदता बिना किसी सीमा के धनात्मक हो सकता है, परन्तु κ से बड़ा या γ2 + 1 के बराबर होना चाहिए; समानता मात्र बर्नौली वितरण के लिए है। सामान्य से बहुत दूर नहीं होने वाले असीमित वैषम्य वितरण के लिए, κ γ2 और 2γ2 के क्षेत्र में कहीं होता है।

असमानता को

पर विचार करके सिद्ध किया जा सकता है जहां T = (Xμ)/σ। यह वर्ग की अपेक्षा है, इसलिए यह सभी a के लिए गैर-ऋणात्मक है; यद्यपि यह में द्विघात बहुपद भी है। इसका विवेचक गैर-धनात्मक होना चाहिए, जो आवश्यक संबंध देता है।

उच्चतर क्षण

इस प्रकार से उच्च-क्रम के क्षण चौथे-क्रम के क्षणों के अतिरिक्त क्षण हैं।

अतः प्रसरण, वैषम्य और कुकुदता के जैसे, ये उच्च-क्रम के आँकड़े हैं, जिनमें डेटा के गैर-रेखीय संयोजन सम्मिलित हैं, और इनका उपयोग आगे के आकार मापदंडों के विवरण या अनुमान के लिए किया जा सकता है। क्षण जितना अधिक होगा, अनुमान लगाना उतना ही कठिन होगा, इस अर्थ में कि समान गुणवत्ता के अनुमान प्राप्त करने के लिए बड़े प्रतिदर्शों की आवश्यकता होती है। इस प्रकार से यह उच्चतर क्रमों द्वारा उपभोग की गई स्वतंत्रता के अतिरिक्त कोटि (सांख्यिकी) के कारण है। इसके अतिरिक्त, उनकी व्याख्या करना सूक्ष्म हो सकता है, प्रायः उन्हें निम्न क्रम के क्षणों के संदर्भ में सबसे सरलता से समझा जा सकता है - भौतिकी में प्रतिक्षेप (भौतिकी) और जंज़ के उच्च-क्रम व्युत्पन्न की तुलना करें। इस प्रकार से उदाहरण के लिए, जिस प्रकार चौथे क्रम के क्षण (कुकुदता) की व्याख्या निक्षेपण में योगदान में आधार की तुलना में पश्चों के सापेक्ष महत्व के रूप में की जा सकती है (निक्षेपण की निश्चित मात्रा के लिए, उच्च कुकुदता मोटी पश्च से मेल खाती है, जबकि निम्न कुकुदता व्यापक आधार से मेल खाता है), 5वें क्रम के क्षण की व्याख्या वैषम्य में योगदान के लिए केंद्र (मोड (सांख्यिकी) और आधार) की तुलना में पश्चों के सापेक्ष महत्व को मापने के रूप में की जा सकती है (अतः वैषम्य की निश्चित मात्रा के लिए, उच्चतर 5वां क्षण उच्चतर वैषम्य से मेल खाता है) पश्च के भाग और मोड का थोड़ा वैषम्य, जबकि निम्न 5वां क्षण आधार में अधिक वैषम्य से मेल खाता है)।

मिश्रित क्षण

इस प्रकार से मिश्रित क्षण ऐसे क्षण होते हैं जिनमें अनेक चर सम्मिलित होते हैं।

अतः मान को क्रम का क्षण कहा जाता है (क्षणों को गैर-अभिन्न के लिए भी परिभाषित किया गया है)। यादृच्छिक चर के संयुक्त वितरण के क्षण समान रूप से परिभाषित हैं। किसी भी पूर्णांक के लिए, गणितीय अपेक्षा क्रम का मिश्रित क्षण कहलाता है (जहाँ ), और क्रम का केंद्रीय मिश्रित क्षण कहलाता है। मिश्रित क्षण को सहप्रसरण कहा जाता है और यह यादृच्छिक चरों के बीच निर्भरता की मूलभूत विशेषताओं में से है।

इस प्रकार से कुछ उदाहरण सहप्रसरण, सह वैषम्य और सहकुकुदता हैं। जबकि अद्वितीय सहप्रसरण है, कई सह-वैषम्य और सह-कुकुदता भी हैं।

क्षणों के गुण

केंद्र का परिवर्तन

चूँकि

जहाँ द्विपद गुणांक है, इसका तात्पर्य यह है कि b के विषय में क्षणों की गणना a के विषय में क्षणों से की जा सकती है:

फलन के संवलन का क्षण

इस प्रकार से संवलन का क्षण

पढ़ता है जहां कोष्ठक में दिए गए फलन के वें क्षण को दर्शाता है। यह पहचान क्षण उत्पन्न करने वाले फलन के लिए संवलन प्रमेय का अनुसरण करती है और किसी गुणनफल के विभेदीकरण (गणित) के लिए श्रृंखला नियम को लागू करती है।

संचयी

इस प्रकार से प्रथम प्राकृतिक क्षण और दूसरा और तृतीय असामान्य केंद्रीय क्षण इस अर्थ में योगात्मक हैं कि यदि X और Y सांख्यिकीय स्वतंत्रता यादृच्छिक चर हैं तो

(ये उन चरों के लिए भी मान्य हो सकते हैं जो स्वतंत्रता की तुलना में दुर्बल स्थितियों को संतुष्ट करते हैं। प्रथम सदैव बना रहता है; यदि दूसरा बना रहता है, तो चर को सहसंबंध कहा जाता है)।

वस्तुतः, ये पहले तीन संचयी हैं और सभी संचयी इस योज्यता गुण को साझा करती हैं।

प्रतिदर्श क्षण

इस प्रकार से सभी k के लिए, जनसंख्या के k-वें अपरिष्कृत क्षण का अनुमान जनसंख्या से लिए गए प्रतिदर्श X1, ..., Xn पर लागू k-वें प्राकृतिक क्षण

का उपयोग करके लगाया जा सकता है।

यह दिखाया जा सकता है कि अपरिष्कृत प्रतिदर्श क्षण का अपेक्षित मान जनसंख्या के k-वें अपरिष्कृत क्षण के बराबर है, यदि वह क्षण किसी भी प्रतिदर्श आकार n के लिए स्थित है। इस प्रकार यह एक निष्पक्ष अनुमानक है। अतः यह केंद्रीय क्षणों की स्थिति के विपरीत है, जिनकी गणना प्रतिदर्श माध्य का उपयोग करके स्वतंत्रता की एक कोटि का उपयोग करती है। इस प्रकार से उदाहरण के लिए, जनसंख्या प्रसरण (दूसरा केंद्रीय क्षण) का एक निष्पक्ष अनुमान

द्वारा दिया गया है जिसमें पूर्व हर n को स्वतंत्रता की कोटियों n − 1 द्वारा प्रतिस्थापित कर दिया गया है, और जिसमें प्रतिदर्श माध्य को संदर्भित करता है। जनसंख्या क्षण का यह अनुमान के एक कारक द्वारा असमायोजित देखे गए प्रतिदर्श क्षण से अधिक है, और इसे "समायोजित प्रतिदर्श प्रसरण" या कभी-कभी मात्र "प्रतिदर्श प्रसरण" कहा जाता है।

क्षणों की समस्या

इस प्रकार से किसी प्रायिकता वितरण को उसके क्षणों के अनुक्रम से निर्धारित करने की समस्याओं को क्षणों की समस्या कहा जाता है। ऐसी समस्याओं पर सबसे पहले पी.एल. चेबीशेव (1874) ने सीमा प्रमेय पर शोध के संबंध में चर्चा की थी।[8] एक यादृच्छिक चर के प्रायिकता वितरण को उसके क्षणों द्वारा विशिष्ट रूप से परिभाषित करने के लिए, इस प्रकार से उदाहरण के लिए, यह पर्याप्त है कि कार्लेमैन की स्थिति संतुष्ट हो:

एक समान परिणाम यादृच्छिक सदिश के क्षणों के लिए भी लागू होता है। अतः क्षणों की समस्या अनुक्रम के लक्षण वर्णन की खोज करती है जो कुछ फलन f के क्षणों के अनुक्रम हैं, जिनमें से सभी क्षण परिमित हैं, और प्रत्येक पूर्णांक के लिए

को दें जहां परिमित है। फिर क्रम है, जो दुर्बल रूप से वितरण फलन में परिवर्तित हो जाता है जिसके क्षण होते हैं। यदि क्षण विशिष्ट रूप से निर्धारित करते हैं, तो अनुक्रम दुर्बल रूप से में परिवर्तित हो जाता है।

आंशिक क्षण

इस प्रकार से आंशिक क्षणों को कभी-कभी "एकपक्षीय क्षण" कहा जाता है। अतः संदर्भ बिंदु r के संबंध में n-वें क्रम के निम्न और ऊपरी आंशिक क्षणों को

के रूप में व्यक्त किया जा सकता है। इस प्रकार से यदि अभिन्न फलन अभिसरण नहीं करता है, तो आंशिक क्षण स्थित नहीं है।

आंशिक क्षणों को घात 1/n तक बढ़ाकर सामान्यीकृत किया जाता है। व्युत्क्रम संभावित अनुपात को पहले क्रम के ऊपरी आंशिक क्षण और सामान्यीकृत दूसरे क्रम के निम्न आंशिक क्षण के अनुपात के रूप में व्यक्त किया जा सकता है। उनका उपयोग कुछ वित्तीय मिति की परिभाषा में किया गया है, जैसे सॉर्टिनो अनुपात, क्योंकि वे पूर्ण रूप से ऊपर या नीचे पर ध्यान केंद्रित करते हैं।

मापीय रिक्त समष्टि में केंद्रीय क्षण

अतः मान लीजिए (M, d) मापीय समष्टि है, और B(M) को M पर बोरेल σ-बीजगणित होने दें, M के d- विवृत उपसमुच्चय द्वारा उत्पन्न σ-बीजगणित। (तकनीकी कारणों से, यह मान लेना भी सुविधाजनक है कि M मापीय (गणित) d के संबंध में अलग करने योग्य समष्टि है।) मान लीजिए 1 ≤ p ≤ ∞

किसी दिए गए बिंदु x0M के विषय में मापनीय समष्टि (M, B(M)) पर माप μ का p-वें केंद्रीय क्षण

के रूप में परिभाषित किया गया है।

इस प्रकार से μ को परिमित p-वें केंद्रीय क्षण कहा जाता है यदि x0 के विषय में μ का p-वें केंद्रीय क्षण कुछ x0M के लिए परिमित है।

माप के लिए यह शब्दावली सामान्य विधि से यादृच्छिक चर पर आधारित है: यदि (Ω, Σ, P) एक प्रायिकता समष्टि है और X : Ω → M एक यादृच्छिक चर है, तो x0M के विषय में X का p-वें केंद्रीय क्षण

के रूप में परिभाषित किया गया है और X का परिमित p-वाँ केंद्रीय क्षण है, यदि X0 के विषय में X का p-वें केंद्रीय क्षण कुछ x0M के लिए परिमित है।

यह भी देखें

संदर्भ

  1. George Mackey (July 1980). "समरूपता के शोषण के रूप में हार्मोनिक विश्लेषण - एक ऐतिहासिक सर्वेक्षण". Bulletin of the American Mathematical Society. New Series. 3 (1): 549.
  2. Papoulis, A. (1984). Probability, Random Variables, and Stochastic Processes, 2nd ed. New York: McGraw Hill. pp. 145–149.
  3. "रॉ मोमेंट -- वोल्फ्राम मैथवर्ल्ड से". Archived from the original on 2009-05-28. Retrieved 2009-06-24. Raw Moments at Math-world
  4. Clive Maxfield; John Bird; Tim Williams; Walt Kester; Dan Bensky (2011). Electrical Engineering: Know It All. Newnes. p. 884. ISBN 978-0-08-094966-6.
  5. Ha H. Nguyen; Ed Shwedyk (2009). डिजिटल संचार में पहला पाठ्यक्रम. Cambridge University Press. p. 87. ISBN 978-0-521-87613-1.
  6. Casella, George; Berger, Roger L. (2002). सांख्यिकीय निष्कर्ष (2 ed.). Pacific Grove: Duxbury. ISBN 0-534-24312-6.
  7. Ballanda, Kevin P.; MacGillivray, H. L. (1988). "Kurtosis: A Critical Review". The American Statistician. American Statistical Association. 42 (2): 111–119. doi:10.2307/2684482. JSTOR 2684482.
  8. Feller, W. (1957-1971). An introduction to probability theory and its applications. New York: John Wiley & Sons. 419 p.

अग्रिम पठन

बाहरी संबंध