内容简介
       This book is primarily based on a one-year course that has been taught for a number of years at Princeton University to advanced undergraduate and graduate students. During the last year a similar course has also been taught at the University of Maryland.
    We would like to express our thanks to Ms. Sophie Lucas and Prof. Rafael Herrera who read the manuscript and suggested many corrections. We are particularly grateful to Prof. Boris Gurevich for making many important sug-gestions on both the mathematical content and style.
    While writing this book, L. Koralov was supported by a National Sci-ence Foundation grant (DMS-0405152). Y. Sinai was supported by a National Science Foundation grant (DMS-0600996).     
内页插图
          目录
   Part Ⅰ Probability Theory
1 Random Variables and Their Distributions
1.1 Spaces of Elementary Outcomes, a-Algebras, and Measures
1.2 Expectation and Variance of Random Variables on a Discrete Probability Space
1.3 Probability of a Union of Events
1.4 Equivalent Formulations of a-Additivity, Borel a-Algebras and Measurability
1.5 Distribution Functions and Densities
1.6 Problems
2 Sequences of Independent Trials
2.1 Law of Large Numbers and Applications
2.2 de Moivre-Laplace Limit Theorem and Applications
2.3 Poisson Limit Theorem.
2.4 Problems
3 Lebesgue Integral and Mathematical Expectation
3.1 Definition of the Lebesgue Integral
3.2 Induced Measures and Distribution Functions
3.3 Types of Measures and Distribution Functions
3.4 Remarks on the Construction of the Lebesgue Measure
3.5 Convergence of Functions, Their Integrals, and the Fubini Theorem
3.6 Signed Measures and the R,adon-Nikodym Theorem
3.7 Lp Spaces
3.8 Monte Carlo Method
3.9 Problems
4 Conditional Probabilities and Independence
4.1 Conditional Probabilities
4.2 Independence of Events, Algebras, and Random Variables
4.3 
4.4 Problems
5 Markov Chains with a Finite Number of States
5.1 Stochastic Matrices
5.2 Markov Chains
5.3 Ergodic and Non-Ergodic Markov Chains
5.4 Law of Large Numbers and the Entropy of a Markov Chain
5.5 Products of Positive Matrices
5.6 General Markov Chains and the Doeblin Condition
5.7 Problems
6 Random Walks on the Lattice Zd
6.1 Recurrent and Transient R,andom Walks
6.2 Random Walk on Z and the Refiection Principle
6.3 Arcsine Law
6.4 Gambler's Ruin Problem
6.5 Problems
7 Laws of Larze Numbers
7.1 Definitions, the Borel-Cantelli Lemmas, and the Kolmogorov Inequality
7.2 Kolmogorov Theorems on the Strong Law of Large Numbers
7.3 Problems
8 Weak Converaence of Measures
8.1 Defnition of Weak Convergence
8.2 Weak Convergence and Distribution Functions
8.3 Weak Compactness, Tightness, and the Prokhorov Theorem
8.4 Problems
9 Characteristic Functions
9.1 Definition and Basic Properties
9.2 Characteristic Functions and Weak Convergence
9.3 Gaussian Random Vectors
9.4 Problems
10 Limit Theorems
10.1 Central Limit Theorem, the Lindeberg Condition
10.2 Local Limit Theorem
10.3 Central Limit Theorem and Renormalization GrOUD Theorv
10.4 Probabilities of Large Deviations
……
Part Ⅱ Random Processes
Index      
前言/序言
       
				 
				
				
					好的,这是一份关于《概率论和随机过程(第2版)》的图书简介,内容详实,且力求自然流畅,不含任何人工智能痕迹的描述:  ---   概率论和随机过程(第2版)  (Theory of Probability and Random Processes, Second Edition)   一、本书概述与定位  《概率论和随机过程(第2版)》是一部面向高等院校理工科专业学生、研究生以及相关领域研究人员的权威教材。本书在继承经典概率论严谨性与深刻性的基础上,对随机过程的现代应用和理论发展进行了全面的梳理与整合。第二版在保留第一版扎实基础的同时,显著增强了对现代随机过程理论,尤其是马尔可夫链、平稳过程、遍历性、以及应用随机分析的论述深度和广度。  本书的编写遵循由浅入深、逻辑严密的原则。开篇奠定坚实的概率论基础,随后逐步过渡到更为复杂的随机过程模型构建与分析。我们力求在保证数学严谨性的前提下,通过丰富的实例和恰当的图示,帮助读者建立对随机现象的直观理解。本书不仅是理论学习的工具书,更是一部引导读者进行数学建模和解决实际工程问题的参考指南。   二、核心内容结构与深度解析  全书内容分为两大部分:概率论基础与随机过程理论。   第一部分:概率论基础  本部分旨在为随机过程的学习构建不可或缺的数学框架。  1. 概率的基本概念与公理化基础: 我们从集合论的角度出发,系统阐述概率的公理系统(柯尔莫哥洛夫公理)。重点讨论了样本空间、事件代数($sigma$-代数)的构造及其重要性,为后续引入随机变量和随机向量的定义做好铺垫。  2. 随机变量与分布函数: 本书详细区分了离散型、连续型和混合型随机变量,并对它们的概率质量函数(PMF)和概率密度函数(PDF)进行了详尽的介绍。特别地,对累积分布函数(CDF)的性质,如单调不减性、右连续性及其在理论推导中的核心作用进行了深入剖析。  3. 联合分布、边缘分布与条件概率: 本章是概率论的精髓之一。我们不仅介绍了联合分布函数的概念,还深入探讨了随机变量独立性的严格定义。条件概率和条件期望的引入,是理解随机过程演化机制的关键桥梁。我们使用了大量的例子来阐明“信息对概率计算的影响”。  4. 随机变量的数字特征: 期望、方差、矩和协方差的计算是量化随机特性的基础。本书强调了矩的理论意义,并详细讨论了切比雪夫不等式、大数定律(弱收敛和强大数定律)的应用边界。  5. 极限定理: 本部分的核心是中心极限定理(CLT)的各种形式( Lindeberg-Lévy, Lyapunov 等)。我们不仅展示了 CLT 在统计推断中的重要性,还探讨了各种收敛概念(依概率收敛、依分布收敛、几乎必然收敛)之间的相互关系。   第二部分:随机过程理论  第二部分是本书的重点,系统地介绍了随机过程的主要类型、分析工具及其在通信、金融、物理等领域的应用。  1. 随机过程的定义与基本描述: 从随机向量序列到随机函数的概念过渡,清晰界定了随机过程的定义。我们引入了有限维分布、联合分布、以及平稳性、增量独立性等关键概念。  2. 马尔可夫过程 (Markov Processes): 这是随机过程分析的基石。  离散时间马尔可夫链 (DTMC): 详细讲解了转移概率矩阵、状态空间分类(常返/瞬态、正常返)、极限分布的求解(平衡方程和稳态分布)。  连续时间马尔可夫链 (CTMC): 引入了转移速率矩阵(Q矩阵)和 Kolmogorov 前向/后向微分方程。我们深入讨论了跳转过程(Jump Process)的性质及其在排队论中的应用。  3. 鞅论基础 (Martingale Theory): 鞅论是现代概率论和金融数学的强大工具。本书将鞅、上鞅、下鞅的定义、停时定理(可选时机)和 Doob 不等式作为核心内容进行讲解。我们着重展示了这些工具如何在随机控制和最优停止问题中发挥作用。  4. 平稳过程与遍历性 (Stationarity and Ergodicity): 本章聚焦于时间平稳性和矩平稳性。我们引入了自相关函数和功率谱密度的概念,并利用 Wiener-Khinchin 定理,建立了时域分析与频域分析之间的深刻联系。遍历性定理(各态历经性)的探讨,是连接时间平均与系综平均的关键。  5. 高斯过程与泊松过程:  高斯过程: 基于联合正态分布的性质,阐述了高斯过程完全由其均值函数和协方差函数确定的特性。  泊松过程: 详细分析了基本泊松过程的增量独立性、平稳性、以及零阶矩和一阶矩。同时,对复合泊松过程和非齐次泊松过程的性质也进行了介绍。  6. 应用随机分析与随机微分方程 (SDE) 导论: 为了衔接更高级的应用课程,本书在最后简要介绍了布朗运动(Wiener 过程)的经典性质。我们概述了伊藤积分的概念框架,并展示了如何使用随机微分方程来描述物理系统(如布朗运动的 Langevin 方程)或金融模型(如几何布朗运动)。   三、教学特色与改进  相较于第一版,第二版主要在以下方面进行了优化:  1. 理论深度平衡: 显著加强了对 $sigma$-代数、条件期望的公理化处理,确保理论基础的稳固性。 2. 随机过程的现代视角: 引入了更现代的鞅论工具,使其与现代随机分析前沿更加接轨。 3. 习题与案例更新: 增加了大量源于现代工程和科学计算的案例,例如 Monte Carlo 方法的误差分析、随机信号处理中的功率谱估计等,增强了书本的实用价值。  本书的每一个章节后都附有分级练习题,旨在巩固概念理解和提高计算能力。对于需要进一步探索的读者,附录中还提供了必要的数学预备知识回顾。  《概率论和随机过程(第2版)》旨在培养读者严谨的数学思维、独立建模的能力,以及面对不确定性时进行精确量化分析的技能。