Wahrscheinlichkeitsverteilung von Funktionen von Zufallsvariablen?


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Ich habe Zweifel: Betrachten Sie die reellen Zufallsvariablen und beide im Wahrscheinlichkeitsraum definiert sind .XZ(Ω,F,P)

Sei , wobei eine reelle Funktion ist. Da eine Funktion von Zufallsvariablen ist, ist es eine Zufallsvariable.Y:=g(X,Z)g(⋅)Y

Lassen dh eine Realisierung von .x:=X(ω)X

Ist gleich ?P(Y|X=x)=P(g(X,Z)|X=x)P(g(x,Z))


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Da Ihre Notation eher abgekürzt ist, sollte darauf hingewiesen werden, dass sie sich implizit auf eine Borel-Menge bezieht , die einem universellen Quantifizierer unterliegt, und dass eine umfassendere Darstellung Ihrer Frage daher wäre, ob der Fall istA
∀A P(Y∈A|X=x)=P(g(X,Z)∈A|X=x)=P(g(x,Z)∈A).
— whuber

@whuber: Ihre letzte Gleichheit ist nur gültig, wenn und unabhängig sind. XZ
— Zen

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OK, Sie überlegen nur, ob es der Fall ist, dass ....
— Zen

Antworten:


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Wenn messbar ist, dann ist gilt für -aa . Insbesondere wenn unabhängig von , dann ist gilt für -aa .g

P(g(X,Z)∈A∣X=x)=P(g(x,Z)∈A∣X=x),A∈B(R)
PXxZX
P(g(X,Z)∈A∣X=x)=P(g(x,Z)∈A),A∈B(R)
PXx

Dies beruht auf dem folgenden allgemeinen Ergebnis:

Wenn und Zufallsvariablen sind und eine reguläre bedingte Wahrscheinlichkeit von bei , dh , dann U,TSPS(⋅∣T=t)ST=tPS(A∣T=t)=P(S∈A∣T=t)

(*)E[U∣T=t]=∫RE[U∣T=t,S=s]PS(ds∣T=t).

Beweis : Die Definition einer regulären bedingten Wahrscheinlichkeit stellt sicher, dass für messbare und integrierbare . Nun lassen für einige Satz Borel Satz . Dann with Da

E[ψ(S,T)]=∫R∫Rψ(s,t)PS(ds∣T=t)PT(dt)
ψψ(s,t)=1B(t)E[U∣S=s,T=t]B
∫T−1(B)UdP=E[1B(T)U]=E[1B(T)E[U∣S,T]]=E[ψ(S,T)]=∫R∫Rψ(s,t)PS(ds∣T=t)PT(dt)=∫Bφ(t)PT(dt)
φ(t)=∫RE[U∣T=t,S=s]PS(ds∣T=t).
Bwar willkürlich, wir schließen daraus, dass .φ(t)=E[U∣T=t]

Lassen Sie nun und verwenden Sie mit , wobei und , . Dann stellen wir fest, dass durch Definition der bedingten Erwartung und damit durch wir A∈B(R)(∗)U=ψ(X,Z)ψ(x,z)=1g−1(A)(x,z)S=ZT=X

E[U∣X=x,Z=z]=E[ψ(X,Y)∣X=x,Z=z]=ψ(x,z)
(∗)
P(g(X,Z)∈A∣X=x)=E[U∣X=x]=∫Rψ(x,z)PZ(dz∣X=x)=P(g(x,Z)∈A∣X=x).
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