यदि और , क्या ?


9

यह होमवर्क नहीं है।

आज्ञा देना X एक यादृच्छिक चर है। यदि E[X]=k∈R और Var[X]=0 , तो क्या यह उस \ Pr \ left (X = k \ right) = 1 का अनुसरण करता है Pr(X=k)=1?

सहज रूप से, यह स्पष्ट लगता है, लेकिन मुझे यकीन नहीं है कि मैं इसे कैसे साबित करूंगा। मैं एक तथ्य के लिए जानता हूं कि मान्यताओं से, यह उस \ mathbb {E} [X ^ 2] = k ^ 2 का अनुसरण करता है E[X2]=k2। So

(∫Rx dF(x))2=∫Rx2 dF(x).
यह मुझे कहीं भी ले जाने के लिए प्रतीत नहीं होता है। मैं
Var[X]=E[(X−k)2].
अब के बाद से (X−k)2≥0 , यह उस E[(X−k)2]≥0 को भी अनुसरण करता है।

लेकिन अगर मुझे समानता का उपयोग करना था, तो

E[(X−k)2]=0
तो मेरी आंत की प्रवृत्ति है कि (X−k)2≡0 , ताकि X≡k ।

मुझे यह कैसे पता चलेगा? मैं विरोधाभास से एक सबूत लगता है।

यदि, इसके विपरीत, सभी X के लिए X \ neq k , तो (Xk) ^ 2> 0 , और \ mathbb {E} [(Xk) ^ 2]> 0 सभी X के लिए । हमारे पास एक विरोधाभास है, इसलिए X \ equiv k ।X≠kX(X−k)2>0E[(X−k)2]>0XX≡k

क्या मेरा प्रमाण ध्वनि है - और यदि हां, तो क्या इस दावे को साबित करने का एक बेहतर तरीका है?


@ user777 मैंने वह तरीका मूल रूप से आज़माया है (जैसा कि आप मेरे समीकरण), लेकिन निश्चित नहीं था कि आगे कैसे बढ़ना है।
∫Rx dF(x)=∫Rx2 dF(x)
— शहनाई

3
मेरा मानना ​​है कि चेबीशेव की असमानता इस सवाल का तुरंत जवाब देती है।
— whuber

@ वाउबर: कम से कम चेबिशेव की असमानता के विकिपीडिया के बयान से स्पष्ट रूप से नॉनजरो विचरण की आवश्यकता होती है । मैं वास्तव में यह नहीं देखता कि हमें शून्य विचरण मामले के लिए किसी प्रकार के प्राथमिक प्रमाण की आवश्यकता है या नहीं ...
— स्टीफन कोलासा

1
@Stephan आप आसानी से रेंज साथ किसी भी nondegenerate वितरण में मिश्रण कर सकते हैं और असमानता लागू करने के लिए कि सभी लिए दिखा सकते हैं। और सभी । (−δ,δ)Pr(|X−k|>δ)≤εε>0δ>0
— whuber

जवाबों:


6

यहां केवल परिभाषाओं का उपयोग करते हुए, दूसरों को पूरक करने के लिए एक उपाय सिद्धांतिक प्रमाण है। हम एक संभावना स्थान । ध्यान दें कि और इंटीग्रल पर विचार करें । मान लीजिए कि कुछ , मौजूद है जैसे कि और पर । तब नीचे से अनुमान , इसलिए की मानक परिभाषा के अनुसार, नीचे से सरल कार्यों के इंटीग्रल के सुप्रीम के रूप में, (Ω,F,P)Y:=(X−EX)2≥0EY:=∫Y(ω)P(dω)ϵ>0A∈FY>ϵAP(A)>0ϵIAYEY

EY≥∫ϵIAP(dω)=ϵP(A)>0,
जो एक विरोधाभास है। इस प्रकार, , । किया हुआ।∀ϵ>0P({ω:Y>ϵ})=0

5

विरोधाभास द्वारा यह साबित करें। विचरण और अपनी मान्यताओं की परिभाषा से , आपके पास है

0=VarX=∫R(x−k)2f(x)dx,

जहां , की संभाव्यता घनत्व है । ध्यान दें कि दोनों और nonnegative हैं।fX(x−k)2f(x)

अब, यदि , तोP(X=k)<1

U:=(R∖{k})∩f−1(]0,∞[)

शून्य से उपाय अधिक से अधिक है, और । परन्तु फिरk∉U

∫U(x−k)2f(x)dx>0,

(कुछ -style तर्क को यहां शामिल किया जा सकता है) और इसलिएϵ

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

और आपका विरोधाभास।


2

क्या है ? कि रूप में ही है?X≡kX=k

ETA: Iirc,X≡k⟺X(ω)=k ∀ ω∈Ω→X=k a.s.

वैसे भी, यह स्पष्ट है कि

(X−E[X])2≥0

मान लीजिए

E[X−E[X])2]=0

फिर

(X−E[X])2=0 a.s.

मेरा मानना ​​है कि अंतिम चरण में संभावना की निरंतरता शामिल है ... या आपने क्या किया (आप सही हैं)।


Theres भी Chebyshev की असमानता :

∀ϵ>0 ,

P(|X−k|≥ϵ)≤0ϵ2=0

P(|X−k|≥ϵ)=0

→P(|X−k|<ϵ)=1

अच्छी बात फिर से ।


Btw ऐसा क्यों है

∫Rx dF(x)=∫Rx2 dF(x)

?

यह मुझे लगता है कि जबकिLHS=kRHS=k2


1
हाँ, तुम सही हो। मैंने पोस्ट को संपादित किया है
— शहनाई

@ कल्लिनेटिस्ट संपादित मेरा भी: P
— BCLC
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