حق نسخه‌برداری (کپی رایت)

----------------------توجه: استفاده از مطالب این وبلاگ با ذکر منبع مجاز است.

۱۳۸۹ بهمن ۱۳, چهارشنبه

فرایندهای مارکف با طعم نظریه‌ی نیم-گروه‌ها

فردا قرار است در کلاس فرایند تصادفی فرایندهای مارکف زمان پیوسته و حالت گسسته درس بدهم. علاوه بر کلاس خودم، باید کلاس مدرس دیگری را که نمی‌تواند سر کلاس‌ش برود پوشش دهم. بنابراین، روز سختی خواهم داشت: دو کلاس فرایند تصادفی پشت هم، کلاس نظریه‌ی احتمال و سخنرانی گروه که برای سومین هفته‌ی متوالی من سخنران آن هستم.
فردا قرار است سر هر دو کلاس هم مارکف تدریس کنم. راستش را بخواهید کمی برایم سخت است چرا که من هیچ وقت در هیچ درسی فرایندهای مارکف را نخواندم. اولین برخوردم با زنجیرهای مارکف، در پروژه‌ی نفت بود که ایده‌هایی در استفاده از زنجیر مارکف در شبیه‌سازی مخازن نفت وجود داشت. بعد از آن کنکور دکتری ریاضی شریف بود که چندان هم خودم را آماده نکرده بودم. از ۶ سوال امتحان باید ۵ تا را می‌نوشتم که من سوال مربوط به زنجیر مارکف را ننوشتم و بقیه را نوشتم که از ۶۰ نمره ۵۹ گرفتم. بعد هم خاصیت مارکفی فرایندهای پخش را یاد گرفتم که خیلی هم چیز پیچیده‌ای نیست. مخصوصا که آنالیز خوبی بلد بودم.
حالا کار امروزم این بود که گپ‌های دانش خود را راجع به فرایندهای مارکف زمان پیوسته پر کنم و یک طرح درس بریزم. کاری که نزدیک ۳ ساعت از وقت امروزم را گرفت. خوشبختانه کمی نظریه‌ی نیم-گروه‌ها در فضاهای باناخ و هیلبرت بلد بودم که به دردم خورد تا سریع‌تر مطالب را بگیرم. همه چیز را به زبان نیم-گروه‌ها ترجمه می‌کردم تا برایم آشناتر باشد. با این وجود احساس کسی را داشتم که چیزی را از سر به ته یادگرفته است!
آخر سر هم تهیه‌ی اسلاید که آن هم سه ساعتی وقت گرفت. در این میان هم ساعات مراجعه بود که به سوالات دانشجویان جواب دادم.
یکی دو ماه دیگر باید به کلاس نظریه‌ی احتمال، زنجیرهای مارکف (زمان و حالت گسسته) یاد دهم که فرایندهای مارکف را برای من از ته تا سر کامل خواهم کرد.

۱۳۸۹ بهمن ۱۱, دوشنبه

تعریف امید ریاضی

شاید تمامی خوانندگان این وبلاگ، تعریف امید ریاضی را حداقل در یکی از درس‌های کارشناسی خود دیده باشند. آن‌هایی که درس‌های پیشرفته‌ای نظیر نظریه‌ی احتمال یا آنالیز تصادفی گذرانده‌اند، می‌دانند که ارائه‌ی تعریفی کلی از امید ریاضی وابسته به تعریف انتگرال روی یک اندازه است و بدون آن میسر نیست. بسیاری از مفاهیم احتمال که در دروس مقدماتی ارائه می‌شود بر پایه‌ی تعریف امید ریاضی است. پس چگونه در درس‌های مقدماتی کار پیش می‌رود؟
اگر به جزوه یا کتاب درسی خود مراجعه کنید، می‌بینید که متغیر‌های تصادفی در دو سرفصل متغیرهای تصادفی گسسته و پیوسته معرفی شده است. امید ریاضی برای هر کدام از متغیر‌های تصادفی گسسته و پیوسته به طور جداگانه تعریف شده است. راستش را بخواهید خیلی ساده نیست که در یک درس مقدماتی امید ریاضی را در حالت کلی تعریف کرد. به همین دلیل است که مافیای احتمال هیچ گاه سخن از تعریف امید ریاضی متغیر تصادفی که نه گسسته باشد و نه پیوسته نمی‌کنند. دی:
این‌ها با ارائه‌ی دو تعریف ساده و شهودی برای متغیرهای تصادفی پیوسته و گسسته، همه چیز را ماست مالی می‌کنند ولی اگر در مثال‌ها و تمرینات این درس‌ها دقیق شوید، می‌بینید که مثال‌هایی وجود دارد که متغیرهای تصادفی آن‌ها نه گسسته هستند و نه پیوسته. مثلا جمع یک متغیر تصادفی پیوسته و گسسته، به کرات در مثال‌های کتب درسی ظاهر می‌شود. در این حالت، قواعد امید ریاضی به خدمت گرفته می‌شوند، بدون این که در حالت کلی ثابت شده باشند. مثلا خاصیت خطی بودن امید ریاضی را در حالت گسسته و پیوسته به طور جداگانه ثابت می‌کنند اما آن را برای متغیرهای  تصادفی دیگر هم به کار می‌برند.
یک راه پیشنهادی این است که برای برخی از این متغیرهای ناگسسته و ناپیوسته، از جمله جمع یک گسسته و یک پیوسته، امید ریاضی را با استفاده از توابع توزیع توام و توابع چگالی توام تعریف کرد. این هم یکی از راه‌های رسیدن به تعریف 
گسترده‌تری برای امید ریاضی است. اما این راه به دلیل این که مشکل چندانی را حلی نمی‌کند، توصیه نمی‌شود.
بهتر است دانشجویان، کمتر چیزهای عجق وجق ببینند ولی آگاه باشند که واقعیت فراتر از این‌هایی است که می‌بینند.

۱۳۸۹ بهمن ۱۰, یکشنبه

شهود گاهی درجا می‌زند.

هفته‌ی گذشته در ساعات مراجعه، دانشجویان زیادی برای پرسیدن سوالات‌شان پیش من آمدند. دو مورد از سوالاتی که بچه‌ها به کرات پرسیدند، سوالاتی بود که حل کرده بودند، ولی جوابی که به دست آورده بودند با شهودشان سازگار نبود. بنابراین، کمی شک کردند یا به عبارت دیگر جواب را باور نکردند.
مورد اول در مورد توزیع هندسی بود. فرض کنید که سکه‌ی سالمی را این قدر پرتاب می‌کنید تا شیر بیاید. مطلوب است احتمال این که این اتفاق با تعداد زوج پرتاب رخ دهد. طبیعی است که با محاسبه به جواب ۲/۳ می رسیم. اما شهود بچه‌ها این بود که رخ دادن این اتفاق با تعداد فرد یا تعداد زوج احتمال مساوی دارد و بنابراین باید جواب ۱/۲ باشد. 
مورد دوم راجع به قدم زدن تصادفی ساده (غیر متقارن)ای بود که از نقطه‌ی صفر شروع می‌شد و برای اولین بار در زمان n به نقطه‌ی صفر باز می‌گشت. بچه‌ها عمدتا در محاسبه‌ی احتمال این که تمام این مدت را در سمت منفی سپری کند مشکل داشتند. چون فکر می کردند به دلیل نا متقارن بودن قدم زدن تصادفی، احتمال سپری کردن این مدت در سمت منفی  با احتمال سپری کردن این مدت در سمت  مثبت فرق دارد. در حالی که این دو پیش‌آمد هم احتمال هستند.
خلاصه، این که شهود گاهی درجا می زند. خصوصا اگر تجربه کافی نباشد.

۱۳۸۹ بهمن ۷, پنجشنبه

روز پرکار

امروز دومین سخنرانی از سه سخنرانی که قرار است برای دانشگاه میشیگان ارائه کنم را تمام کردم. بعد از سه ساعت متوالی تدریس، یک سخنرانی یک ساعته نباید دیل بیگی باشد. اما به هر حال آماده کردن اسلاید و غیراسلاید وقت و انرژی می‌گیرد. الان بدنم گرم است و خستگی را نمی‌فهمم. ولی عقلا باید خیلی خسته و کوفته باشم. امروز هم کلاس‌های درس را خوب اداره کردم، و هم از پس سخنرانی برآمدم.
در کلاس نظریه‌ی احتمال می‌خواستم مخ بچه‌ها را سنباده بکشم. طوری وانمود کردم که انگار در محاسبه‌ی یک انتگرال برای یافتن میانگین توزیع نرمال استاندارد که صفر است، گیر کرده‌ام. اما در واقع گیر نکرده بودم. این قدر قضیه را کش دادم که یکی از بچه‌ها گفت بابا تابع فرد است دیگر و انتگرال آن صفر. بعد گفتم ممنون و یک صفر نوشتم جلوی انتگرال. بعد رفتم سراغ محاسبه‌ی میانگین توزیع کشی که میانگین ندارد. اما وقتی انتگرال مربوط به آن را می‌نویسیم، تابع داخل انتگرال فرد است. دوباره بچه‌ها گفتند جواب صفر است! و من مثل داوری که گلی را آفساید اعلام کرده، گفتم: WRONG!
بعد قضیه‌ی انتگرال‌های ناسره را یادآوری کردم و اشکال کار را گوشزد کردم. از این که با این حیله موفق شدم توجه کلاس را به درس جلب کنم، کلی به خودم افتخار کردم!:)

۱۳۸۹ بهمن ۲, شنبه

کمپانی تولید رشته‌های اجغ وجغ

تخصص آقای دکتر الف و دکتر ب چیزهایی غیر از احتمال و ریاضیات کاربردی است. برای این که به کسی بر نخورد یکی را متخصص روانشناسی و دیگری را متخصص جانورشناسی در نظر بگیرید.
آقای دکتر الف: رشته‌ی ریاضی مالی الان تو دنیا رو بورسه. ما هم باید در دانشگاهمون این رشته رو راه بندازیم.
آقای دکتر ب: حتما حتما!
ده سال بعد:

آقای دکتر الف: رشته‌ی آمارزیستی خیلی رو بورسه. ما هم باید در دانشگاهمون این رشته رو داشته باشیم.
آقای دکتر ب: حتما حتما!
ده سال بعد اون:
آقای دکتر الف: رشته‌ی ریاضیات اجتماعی الان تو دنیا رو بورسه. ما هم باید در دانشگاهمون این رشته رو راه بندازیم.
آقای دکتر ب: حتما حتما!
ده سال بعد:
متخصصان ریاضی مالی سر از آسایشگاه روانی در می‌آورند البته نه به عنوان مریض بلکه به عنوان روان‌پزشک، متخصصین آمار زیستی سر از باغ وحش نه بعنوان آماردان بلکه به عنوان پزشک حیوانات، و البته متخصصین ریاضیات اجتماعی به دلیل بی‌کاری جلوی پارلمان تجمع می‌کنند، کاری که به ترتیب ده سال پیش و بیست سال پیش متخصصین ریاضی مالی و آمار زیستی کرده بودند.
آقایان دکتر الف و ب هم بازنشسته شده اند و دارند با کارهایی که کردند حال می‌کنند .

۱۳۸۹ بهمن ۱, جمعه

کمیک‌های دکتری

سایت پی‌اچ‌دی کمیکس سال‌هاست که کمیک استریپ‌هایی راجع به قشر مستضعف دانشجویان دکتری عرضه می‌کند. وقتی دانشجوی دکتری بودم، اصلا به نظرم خنده‌دار نبود. چون دوست نداشتم کسی به بدبختی‌های خودم بخندد. الان به نظرم خیلی خنده‌دار می‌آید!

سری اول تمرینات

چند روز پیش سری اول تمرینات دروس این ترم را روی وب گذاشتم. تو یکی از کلاس‌ها از بچه‌ها پرسیدم که آیا تمرین‌ها رو دیدن یا نه و این که تمرینات را چه طور می بینن؟ یکی دو نفر که دیده بودن گفتن Terrible.
خوب سوال باید سخت باشه که دانشجو چیز یاد بگیره. مگه نه؟