作者arrenwu (最是清楚哇她咩)
看板Math
标题Re: [机统] 一题机率论(almost surely convergence
时间Sun Oct 22 20:58:22 2023
※ 引述《yuyuyuai (>0<)》之铭言:
: https://i.imgur.com/Mzx3qyQ.jpg
: 想了一整天想不太出来
: 感觉是用定义就能写出来的题目
: 但不太理解随机变数下标是一个随机变数要怎麽用条件
: 长得很像subsequence的样子,感觉可以用柯西数列来证明?
: 不知道有没有大大能给个提示
: 非常感谢
我也满久没有写这类型习题了 大家讨论看看 :)
这里主要用到的性质是
「如果条件A可以得到条件B,则 P(A) <= P(B)」
(a)
M_n → ∞ Λ X_n → 0 可以推得 X_{Mn} → 0
所以 P(M_n → ∞ Λ X_n → 0) <= P(X_{Mn} → 0)
而这个题目里面两个 almost sure 性质则保证了
P(M_n → ∞) = 1 且 P(X_n → 0) = 1 ,
故 P(M_n → ∞ Λ X_n → 0) = 1
所以我们可以得到 P(X_{Mn} → 0) = 1,也就是 X_{Mn} → 0 almost surely.
(b)
这问题的目标是证明:
选定任何ε>0,我们都有 lim P(|X_{Mn}| > ε) = 0
所以我们就先选一个 ε>0 ....(1)
P(|X_{Mn}| > ε) = P(|X_{Mn}| > ε Λ X_n → 0) (X_n -> 0 almost sure) ...(2)
从 X_n → 0 这个条件,我们可以选一个正整数 Nε 使得
|X_n| < ε for all n >= Nε ................(3)
(2)+(3):
|X_{Mn}| > ε Λ X_n → 0 可推得 |X_{Mn}| > ε Λ |X_n| < ε for all n >= Nε
所以 P(|X_{Mn}| > ε Λ X_n → 0)
<= P(|X_{Mn}| > ε Λ |X_n| < ε for all n >= Nε) ...... (4)
接着我们引入一个条件
Mn >= Nε
从(4)式可进而得到
P(|X_{Mn}| > ε Λ |X_n| < ε for all n >= Nε)
= P(|X_{Mn}| > ε Λ |X_n| < ε for all n >= Nε Λ
Mn >= Nε)
+ P(|X_{Mn}| > ε Λ |X_n| < ε for all n >= Nε Λ
Mn < Nε) ...(5)
现在我们来看 (5) 里面两个机率事件
|X_{Mn}| > ε Λ |X_n| < ε for all n >= Nε Λ Mn >= Nε 这个事件不可能发生,
所以机率为零;
另一方面 P(|X_{Mn}| > ε Λ |X_n| < ε for all n >= Nε Λ Mn < Nε)
<= P(Mn < Nε)
所以 (5) 可以整理成
P(|X_{Mn}| > ε Λ |X_n| < ε for all n >= Nε) <= P(Mn < Nε) ...(6)
将上面的式子全部组合起来:
(2)
P(|X_{Mn}| > ε) = P(|X_{Mn}| > ε Λ X_n → 0)
(4)
<= P(|X_{Mn}| > ε Λ |X_n| < ε for all n >= Nε)
(6)
<= P(Mn < Nε) ...(7)
对(7) 两边取 n→∞
lim P(|X_{Mn}| > ε) <= lim P(Mn < Nε) = 0 (Mn->∞ in probability) Q.E.D.
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※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc), 来自: 123.195.25.21 (台湾)
※ 文章网址: https://webptt.com/cn.aspx?n=bbs/Math/M.1697979504.A.6B9.html
※ 编辑: arrenwu (123.195.25.21 台湾), 10/22/2023 21:02:24
1F:推 yuyuyuai : 非常感谢!a搞懂了,b大方向知道在做什麽,现在在试 10/23 00:51
2F:→ yuyuyuai : 着自己把细节写详细 10/23 00:51
3F:→ jack7775kimo: 最後上界P(w: M_n(w) < Nε(w))中,Nε这个从a.s.来 10/23 09:07
4F:→ jack7775kimo: 的量会与w有关,所以还能取limit後=0吗? 10/23 09:08
你说得没错 (b) 部分证明有问题 我想想怎麽改
※ 编辑: arrenwu (123.195.25.21 台湾), 10/23/2023 10:09:00
5F:推 xxxl1 : 只处理(b), (a)就套套定义就出来 10/24 13:32
6F:→ xxxl1 : 用 X_n converges to X in prob iff 10/24 13:33
7F:推 xxxl1 : for any subseq n_k, we can find 10/24 13:43
8F:→ xxxl1 : subsubseq n_k_l such that 10/24 13:43
9F:→ xxxl1 : X_n_k_l converges to X in prob 10/24 13:44
10F:推 xxxl1 : 所以考虑 Given n_k, we can find 10/24 13:49
11F:→ xxxl1 : n_k_l such that M_n_k_l converges to infinity 10/24 13:50
12F:→ xxxl1 : almost surely 10/24 13:50
13F:→ xxxl1 : Use (a), we can get X_(M_n_k_l) converges to 0 10/24 13:51
14F:→ xxxl1 : almost surely 10/24 13:52
15F:→ xxxl1 : This implies X_(M_n_k_l) converges to 0 in prob 10/24 13:53
16F:→ xxxl1 : Since n_k is arbitrary, we have 10/24 13:53
17F:→ xxxl1 : X_(M_n) converges to 0 in prob 10/24 13:54
19F:→ yuyuyuai : 不太确定这样有没有什麽细节没写好 10/24 18:53
20F:推 krad : 这个Nε应该跟样本点有关 不能这样做吧 10/24 20:44
21F:推 xxxl1 : yuyuyuai写的照片那个 (a)(b)应该都是错的 10/25 10:30
22F:→ xxxl1 : 对於converges a.s.的定义理解应该是错的 10/25 10:31