Якщо


9

Це не домашнє завдання.

Нехай X - випадкова величина. Якщо E[X]=k∈R та Var[X]=0 , чи випливає, що Pr(X=k)=1 ?

Інтуїтивно це здається очевидним, але я не впевнений, як би це довів. Я знаю фактично, що з припущень випливає, що E[X2]=k2 . Так

(∫Rx dF(x))2=∫Rx2 dF(x).
Це, здається, не веде мене нікуди. Я можу спробувати
Var[X]=E[(X−k)2].
Тепер з (X−k)2≥0 , випливає, що E[(X−k)2]≥0 також.

Але якби я використовував рівність,

E[(X−k)2]=0
то мій інстинкт кишки - це (X−k)2≡0 , так що X≡k .

Як я можу це знати? Я гадаю, доказ протиріччя.

Якщо ж , навпаки, X≠k для всіх X , то (X−k)2>0 , і E[(X−k)2]>0 для всіх X . Ми маємо протиріччя, тому X≡k .

Чи мій доказ звучить - і якщо так, чи може бути кращий спосіб довести це твердження?


@ user777 Спочатку я спробував цей метод (як ви бачите в моєму Рівняння ), але не знав, як діяти далі.
∫Rx dF(x)=∫Rx2 dF(x)
— Кларнетист

3
Я вважаю, що нерівність Чебишева відповідає на це питання негайно.
— whuber

@whuber: принаймні, у Вікіпедії твердження про нерівність Чебишева прямо вимагає ненульової дисперсії. Я насправді не бачу, чи потрібен нам якийсь елементарний доказ для нульової дисперсії ...
— Стефан Коласа

1
@Stephan Ви можете легко змішати будь-який невироджений розподіл з діапазоном і застосувати нерівність, щоб показати, що для всіх і всі . (−δ,δ)Pr(|X−k|>δ)≤εε>0δ>0
— whuber

Відповіді:


6

Ось міра теоретичного доказу для доповнення інших, використовуючи лише визначення. Ми працюємо на просторі ймовірностей . Зауважте, що і розглянемо інтеграл . Припустимо, що для деякого існує такий, що на і . Тоді наближає знизу, так що за стандартним визначенням як вершина інтегралів простих функцій, наближених знизу, (Ω,F,P)Y:=(X−EX)2≥0EY:=∫Y(ω)P(dω)ϵ>0A∈FY>ϵAP(A)>0ϵIAYEY

EY≥∫ϵIAP(dω)=ϵP(A)>0,
що є протиріччям. Таким чином, , . Зроблено.∀ϵ>0P({ω:Y>ϵ})=0

5

Доведіть це протиріччям. За визначенням дисперсії та ваших припущень у вас є

0=VarX=∫R(x−k)2f(x)dx,

де є щільність ймовірності . Зауважимо, що і і неотримані.fX(x−k)2f(x)

Тепер, якщо , тоP(X=k)<1

U:=(R∖{k})∩f−1(]0,∞[)

має міру більше нуля, і . Але потімk∉U

∫U(x−k)2f(x)dx>0,

( тут може бути включений деякий аргумент -style) і томуϵ

0=VarX=∫R(x−k)2f(x)dx≥∫U(x−k)2f(x)dx>0,

і ваше протиріччя.


2

Що таке ? Це те саме, що як?X≡kX=k

ETA: Iirc,X≡k⟺X(ω)=k ∀ ω∈Ω→X=k a.s.

У всякому разі, очевидно, що

(X−E[X])2≥0

Припустимо

E[X−E[X])2]=0

Тоді

(X−E[X])2=0 a.s.

Останній крок, на який я вважаю, передбачає безперервність вірогідності ... або того, що ви зробили (Ви маєте рацію).


Тереза ​​також нерівності Чебишева :

∀ϵ>0 ,

P(|X−k|≥ϵ)≤0ϵ2=0

P(|X−k|≥ϵ)=0

→P(|X−k|<ϵ)=1

Добре ще раз говорити .


До речі, це так

∫Rх гЖ(х)=∫Rх2 гЖ(х)

?

Мені здається, що тоді якLНS=кRНS=к2


1
Так, ти маєш рацію. Я відредагував пост
— кларнетист

@Clarinetist Відредагував і мою: P
— BCLC
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.