Чи справедлива теорема Слуцького, коли обидві послідовності сходяться до невиродженої випадкової величини?


12

Мене бентежить деякі деталі теореми Слуцького :

Нехай , дві послідовності скалярних / векторних / матричних випадкових елементів.{Xn}{Yn}

Якщо у розподілі до випадкового елемента а вірогідно до постійної , то умови, що є незворотним, де позначає конвергенцію розподілу.XnXYnc

Xn+Yn →d X+cXnYn →d cXXn/Yn →d X/c,
c→d

Якщо обидві послідовності в теоремі Слуцького обидві сходяться до невиродженої випадкової величини, чи теорема все-таки є дійсною, і якщо ні (чи може хтось навести приклад?), То які додаткові умови зробити її дійсною?

Відповіді:


15

Теорема Слуцького не поширюється на дві послідовності, що сходяться в розподілах до випадкової величини. Якщо сходиться з розподілу до , цілком може не зійтися або можуть сходитися до чого - то іншому , ніж . Y X n + Y n X + YYnYXn+YnX+Y

Наприклад, якщо для всіх х, не сходиться до різниці двох випадкових величин з розподілом само як . n X n + Y n XYn=−XnnXn+YnX

Іншим зустрічним прикладом є те, що коли послідовності і є незалежними, і обидві конвергуються в розподілі до нормальної змінної , якщо одна визначає і , то Див відповідь на Давида для більш докладної інформації про це прикладі.{ Y n } N ( 0 , 1 ) X 1 ∼ N ( 0 , 1 ) X 2 = - X 1 X n d → X 1 Y n d → X 2 X n + Y n ⧸ d → X 1 + X 2 = 0{Xn}{Yn}N(0,1)X1∼N(0,1)X2=−X1

Xn →d X1Yn →d X2Xn+Yn ⧸→d X1+X2=0

2
Для її розширення потрібно щось більше, наприклад, незалежність.
— kjetil b halvorsen

Я маю рацію, думаючи, що якщо обидві послідовності замість цього сходяться до константи, Слуцький НЕ застосовується, оскільки константа - це особливий (вироджений) випадок РВ?
— половина минути

1
@ напівпропуск: це правильно.
— Сіань

4

Припустимо, що - гауссовий центр, вектор матриці коваріації з . Визначте і для . Тоді і , де і стандартні звичайні випадкові величини. Однак - гауссова, по центру, а її дисперсія - . Оскільки про розподіл нічого не відомо , ми не можемо стверджувати, що при розподілі.( 1 ρ ρ(X0,Y0)(1ρρ1)X n : = X 0 Y n : = Y 0 n ⩾ 1 X n → X Y n → Y X Y X n + Y n 2 + 2 ρ X + Y X n + Y n →|ρ|⩽1Xn:=X0Yn:=Y0n⩾1Xn→XYn→YXYXn+Yn2+2ρX+YXn+Yn→X+Y

Цей приклад показує, що у нас, як правило, у розподілі та , але якщо у нас немає інформації про розподіл , конвергенція може не виконати.Xn→XYn→YX+YXn+Yn→X+Y

Звичайно, все добре, якщо при розподілі (наприклад, якщо не залежить від і від Загалом, ми можемо лише стверджувати, що послідовність є тісним (тобто для кожного позитивного ми можемо знайти такий, що ). Це означає що ми можемо знайти зростаючу послідовність цілих чисел , такі , що сходиться з розподілу до деякої випадкової величини .X n(Xn,Yn)→(X,Y)XnYnXY(Xn+Yn)n⩾1εRsupnP{|Xn+Yn|>R}<ε(nk)k⩾1(Xnk+Ynk)k⩾1Z

Пропозиція. Існують послідовності випадкових змінних Гаусса і так що для будь-яких ми можемо знайти зростаючу послідовність цілих чисел такий, що конвергується в розподілі до .(Xn)n⩾1(Yn)n⩾1σ∈[0,2](nk)k⩾1(Xnk+Ynk)k⩾1N(0,σ2)

Доказ. Розглянемо перерахування раціональних чисел і біекція . Для , визначте як вектор, орієнтований коваріаційної матриці . За допомогою цього вибору можна побачити, що висновок пропозиції задовольняється, коли раціональний. Використовуйте аргумент наближення для загального випадку.[ - 1 , 1 ] τ : N → N 2 n ∈ τ - 1 ( { j } ) × N ( X n , Y n ) ( 1 r j r j 1 ) σ(rj)[−1,1]τ:N→N2n∈τ−1({j})×N(Xn,Yn)(1rjrj1)σ

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.