Technischer Punkt zur Konvergenz mit der bedingten Erwartung


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Ich habe eine Folge von nicht negativen Variablen wie: E ( X n | C n ) = C nXn

E(Xn|Cn)=Cnn2

Dabei ist Cn eine Folge von Zufallsvariablen, die fast sicher gegen 1 konvergieren 1.

Kann ich schließen, dass Xn fast sicher gegen 0 tendiert?

Hinweis: Sie können 1n2 durch eine beliebige Sequenz mit endlicher Summe ersetzen . Die Frage bleibt im Wesentlichen dieselbe und die Antwort von Jason funktioniert genauso (siehe das Argument von Borel-Cantelli).

Antworten:


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Ja, Xn→0 fast sicher. Das Argument, das ich habe, ist ein wenig verworren, also nimm es mit.

Betrachten Sie zunächst die Ereignisse . Durch die fast sichere Konvergenz von folgt, dass , und da , haben wir . Es genügt also zu zeigen, dass wie innerhalb von für jedes .C n P ( ⋂ k F k ) = 0 F 1 ⊇ F 2 ⊇ ⋯ P ( F k ) → 0 X n → 0Fk=⋃n≥k{Cn>2}CnP(⋂kFk)=0F1⊇F2⊇⋯P(Fk)→0Xn→0Fkck

Korrigieren Sie nun ein und ein . Unter Verwendung der Notation um darzustellen , haben wir für Dies ist eine Art Schlüsselteil. (Beachten Sie auch, dass wir im ersten Schritt die Nicht- von , um von zum größeren Ereignis .) Von hier aus benötigen wir nur einige ziemlich gewöhnliche theoretische Argumente.& epsi ; > 0 E [ X ; A ] E [ X 1 A ] n ≥ k E [ X n ; F c k ] ≤ E [ X n ; C n ≤ 2 ] = E [ E ( X n | C n ) ; C n ≤ 2 ] = E [ C nkε>0E[X;A]E[X1A]n≥k X n F.

E[Xn;Fkc]≤E[Xn;Cn≤2]=E[E(Xn|Cn);Cn≤2]=E[Cn/n2;Cn≤2]≤2/n2.
XnFkcCn≤2

Die obige Grenze impliziert zusammen mit der Nicht- von , dass (für ), so dass P ( F cXn n≥k∑n≥kP(F cP(Fkc∩{Xn>ε})≤2n2εn≥k

∑n≥kP(Fkc∩{Xn>ε})<∞.

Durch das Borel-Cantelli-Lemma können wir nun sagen, dass das Ereignis hat die Wahrscheinlichkeit Null. Da willkürlich war, bringt uns dies wie bei .ε X n → 0 F c k

Fkc∩{Xn>εfor infinitely many n}
εXn→0Fkc

Dies könnte geringfügig geändert werden, um zu zeigen, dass es für jeden Exponenten auf so dass , , mir scheint. n α > 1 X n → 0 a.s.αnα>1Xn→0 a.s.
— Jbowman

Vielen Dank. Mit meinen Sie oder ? E ( X | A ) E ( X 1 A )E(X;A)E(X|A)E(X1A)
— Benoit Sanchez

Du meinst :-) Vielleicht solltest du es erwähnen. Alles scheint mir richtig zu sein, großartig! Ehrlich gesagt glaube ich nicht, dass es einen einfacheren Beweis gibt. E(X1A)
— Benoit Sanchez

Richtig, Benoit, ich meinte . Ich werde eine Änderung vornehmen, um das zu verdeutlichen. E(X1A)
— Jason

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Setze . Dann ist und . Durch Markovs Ungleichung ist die eine endliche Summe hat, also durch Borel Cantelli, und fast sicher.Zn=Xn/CnE[Zn]=1/n2Zn≥0P(Zn>ϵ)≤E[Zn]/ϵ=1/(n2ϵ)P(Zn>ϵ infinitely often)=0Zn→0

Wenn fast sicher und fast sicher ist, dann ist fast sicher.Zn→0Cn→1Xn=ZnCn→0

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