एक तकनीकी लेम्मा
मुझे यकीन नहीं है कि यह कितना सहज है, लेकिन हेल्मोस-सैवेज प्रमेय के आपके बयान के मुख्य तकनीकी परिणाम निम्नलिखित हैं:
लेम्मा।
चलो μ एक हो σ पर -finite उपाय ( S), ए) । मान लीजिए कि ℵ पर उपायों का एक संग्रह है ( S), ए) ऐसी है कि के लिए हर ν∈ ℵ , ν≪ μ । तो फिर वहाँ गैर नकारात्मक संख्या का एक अनुक्रम मौजूद है { सीमैं}∞मैं = १ और के तत्वों में से एक दृश्य ℵ , { νमैं}∞मैं = १ऐसी है कि Σ∞मैं = १सीमैं= 1 और ν« Σ∞मैं = १सीमैंνमैं हर के लिए ν∈ ℵ ।
यह Schervish के सिद्धांत (1995) में थियोरम A.78 से शब्दशः लिया गया है । इसमें उन्होंने इसे लेहमैन के परीक्षण सांख्यिकीय हाइपोथेसिस (1986) ( तीसरे संस्करण के लिए लिंक ) के लिए जिम्मेदार ठहराया है, जहां परिणाम हैल्मोस और सैवेज को जिम्मेदार ठहराया जाता है (देखें लेम्मा 7 देखें)। एक और अच्छा संदर्भ शाओ के गणितीय सांख्यिकी (दूसरा संस्करण, 2003) है , जहां प्रासंगिक परिणाम लेम्मा 2.1 और प्रमेय 2.2 हैं।
लेम्मा कहा गया है कि अगर आप एक का प्रभुत्व उपायों के एक परिवार के साथ शुरू ऊपर σ -finite उपाय है, तो वास्तव में आप हावी उपाय उपायों का एक गणनीय उत्तल संयोजन के द्वारा परिवार के भीतर से बदल सकते हैं। शोविश ने प्रमेय A.78 बताते हुए लिखा,
"सांख्यिकीय अनुप्रयोगों में, हम अक्सर उपायों, जिनमें से प्रत्येक के लिए एक एकल के संबंध में पूरी तरह से निरंतर है के एक वर्ग होगा σ -finite उपाय। यह अच्छा होगा अगर एक हावी उपाय मूल कक्षा में थे या से निर्माण किया जा सकता है वर्ग। निम्न प्रमेय इस समस्या को संबोधित करता है। "
एक ठोस उदाहरण
हम एक मात्रा का माप लेने के मान लीजिए एक्स जो हमें विश्वास है कि अंतराल पर समान रूप से वितरित किया जाना है [ ० , θ ] किसी अज्ञात के लिए θ > ० । इस सांख्यिकीय समस्या में, हम परोक्ष सेट पर विचार कर रहे पी पर बोरेल संभावना उपायों के आर प्रपत्र के सभी अंतराल पर वर्दी वितरण से मिलकर [ ० , θ ] । है कि, अगर λ को दर्शाता है Lebesgue उपाय और, के लिए θ > ० , पीθ को दर्शाता वर्दी([0,θ]) वितरण (यानी,
Pθ(A)=1θλ(A∩[0,θ])=∫A1θ1[0,θ](x)dx
हर बोरेल के लिएA⊆R ), तो हम बस है
P={Pθ:θ>0}.
यह हमारे मापX लिए उम्मीदवार वितरण का सेट है।
परिवार P स्पष्ट रूप से Lebesgue उपाय का प्रभुत्व है λ (जो σ -finite) है, इसलिए ऊपर लेम्मा (साथ ℵ=P ) एक दृश्य के अस्तित्व की गारंटी देता है {ci}∞i=1 को संक्षेप गैर नकारात्मक संख्या के 1 और एक अनुक्रम {Qi}∞i=1 में एक समान वितरण के P ऐसी है कि
Pθ≪∑i=1∞ciQi
प्रत्येक θ>0 । इस उदाहरण में, हम स्पष्ट रूप से ऐसे दृश्यों का निर्माण कर सकते हैं!
सबसे पहले, चलो (θi)∞i=1 सकारात्मक परिमेय संख्याओं के एक गणना (होना इस स्पष्ट रूप से किया जा सकता है ), और जाने Qi=Pθi प्रत्येक के लिए i । इसके बाद, जाने ci=2−i , ताकि ∑∞i=1ci=1 । मैं दावा के इस संयोजन है कि {ci}∞i=1 और {Qi}∞i=1 कार्य करता है।
इसे देखने के लिए, θ>0 ठीक करें और A को R का Borel सबसेट ∑∞i=1ciQi(A)=0 जैसे कि ∞ θ i = 1 c i Q i ( A ) = 0 । हमें यह दिखाने की आवश्यकता है कि Pθ(A)=0 । चूंकि ∑∞i=1ciQi(A)=0 और प्रत्येक योज्य गैर नकारात्मक है, यह इस प्रकार है कि है ciQi(A)=0 प्रत्येक के लिएi । इसके अलावा, चूंकि प्रत्येकci धनात्मक है, इसलिए यहप्रत्येक i के लिएQi(A)=0 अनुसरण करता है। है यही कारण है, सभी के लिए मैं हमारे पास
क्यू मैं ( एक ) = पी θ मैं ( एक ) = 1iiQi(A)=Pθi(A)=1θiλ(A∩[0,θi])=0.
प्रत्येक के बाद सेθiसकारात्मक है, यह इस प्रकार है किλ(A∩[0,θi])=0प्रत्येक के लिएi।
अब किसी परिणाम को चुनें {θik}∞k=1 की {θi}∞i=1 जो करने के लिए और converges θ ऊपर से (इस के बाद से किया जा सकता है Q में घना है R )। फिर एक ∩ [ 0 , θθमैंक] ↓ एक ∩ [ 0 , θ ] के रूप में के → ∞ , इसलिए माप की निरंतरता से हम उस निष्कर्ष निकालना
λ ( ए ∩ [ 0 , θ ] ) = अंगके → ∞λ(A∩[0,θik])=0,
और इतनेPθ(A)=0 । यह दावा साबित करता है।
इस प्रकार, इस उदाहरण में हम स्पष्ट रूप से अपने वर्चस्व वाले परिवार से संभाव्यता उपायों के एक गणना योग्य उत्तल संयोजन का निर्माण करने में सक्षम थे जो अभी भी पूरे परिवार पर हावी है। लेम्मा ऊपर की गारंटी देता है कि यह किसी भी प्रधान परिवार के लिए किया जा सकता है (हावी उपाय के रूप में कम से कम जब तक है σ -finite)।
हाल्मोस-सेवेज प्रमेय
तो अब हेल्मोस-सैवेज प्रमेय पर (जिसके लिए मैं व्यक्तिगत प्राथमिकता के कारण प्रश्न की तुलना में थोड़ा अलग संकेतन का उपयोग करूंगा)। हेल्मोस-सैवेज प्रमेय को देखते हुए, फिशर-नेमन फैक्टराइजेशन प्रमेय, दोब-डाइनकिन लेम्मा का केवल एक अनुप्रयोग है और रैडॉन-निकोडिम डेरिवेटिव के लिए चेन नियम!
हेल्मोस-सेवेज प्रमेय।
चलो (X,B,P) एक प्रभुत्व सांख्यिकीय मॉडल होना चाहिए (यानी P पर संभावना उपायों का एक सेट है B और एक है σ -finite मापने μ पर B ऐसी है कि P≪μ सभी के लिए पी∈ पी )। Let टी: ( एक्स), बी)→(T,C) एक औसत दर्जे का समारोह, हो जहां ( टी, सी)एक मानक बोरेल स्थान है। उसके बाद निम्न बराबर हैं:
- टी के लिए पर्याप्त हैपी (जिसका अर्थ है एक संभावना गिरी है कि वहाँआर : बी× टी→ [ 0 , 1 ] ऐसी है किr(B,T) का एक संस्करण हैP(B∣T) सभी के लिएB∈B औरP∈P )।
- एक दृश्य भी बना हुआ है {ci}∞i=1 गैर नकारात्मक संख्या के ऐसी है कि ∑∞i=1ci=1 और एक दृश्य {Pi}∞i=1 संभावना उपायों के में P ऐसी है कि P≪P∗ के लिए सभी P∈P , जहां P∗=∑∞i=1ciPi, और प्रत्येक के लिए P∈P वहाँ एक से मौजूद है T के -measurable संस्करण dP/dP∗ ।
सबूत।
ऊपर लेम्मा करके, हम तुरंत जगह ले सकती μ द्वारा P∗=∑∞i=1ciPi कुछ दृश्य के लिए {ci}∞i=1 गैर नकारात्मक संख्या के ऐसी है कि ∑∞i=1ci=1 और एक अनुक्रम {Pi}∞i=1P में प्रायिकता के उपाय ।
(1. तात्पर्य 2.) मान लीजिए कि T पर्याप्त है। फिर हम देखते हैं कि दिखाना चाहिए T की -measurable संस्करणों dP/dP∗ सभी के लिए P∈P । r प्रमेय के कथन में प्रायिकता कर्नेल होने दें । प्रत्येक के लिए A∈σ(T) और B∈B हमारे पास
P∗(A∩B)=∑i=1∞ciPi(A∩B)=∑i=1∞ci∫APi(B∣T)dPi=∑i=1∞ci∫Ar(B,T)dPi=∫Ar(B,T)dP∗.
इस प्रकारr(B,T)का एक संस्करण हैP∗(B∣T)सभी के लिएB∈B।
प्रत्येक के लिए P∈P , चलो fP रेडॉन-Nikodym व्युत्पन्न का एक संस्करण निरूपित dP/dP∗ औसत दर्जे का स्थान पर (X,σ(T)) (ताकि विशेष रूप से fP है T -measurable)। तब सभी के लिए B∈B और P∈P हम
P(B)=∫XP(B∣T)dP=∫Xr(B,T)dP=∫Xr(B,T)fPdP∗=∫XP∗(B∣T)fPdP∗=∫XEP∗[1BfP∣T]dP∗=∫BfPdP∗.
इस प्रकार वास्तव मेंfPएक हैTके -measurable संस्करणdP/dP∗पर(X,B)। यह साबित करता है कि प्रमेय की पहली स्थिति दूसरी का अर्थ है।
(2. तात्पर्य 1.) मान लीजिए एक एक चुन सकते हैं T -measurable संस्करण fP की dP/dP∗ प्रत्येक के लिए P∈P । प्रत्येक के लिए B∈B , चलो r(B,t) का एक विशेष संस्करण निरूपित P∗(B∣T=t) (जैसे, r(B,t) एक समारोह ऐसा है कि r(B,T) का एक संस्करण हैP∗(B∣T) )। चूँकि(T,C) एक मानक बोरेल स्थान है, हमr को इस तरह सेचुन सकते हैंजो इसे एक संभाव्यता कर्नेल बनाता है (देखें, उदाहरण के लिए, स्वर्विश कीथ्योरी ऑफ़ स्टेटिस्टिक्स(1995)में प्रमेय B.32)। हम दिखा देंगे किr(B,T) का एक संस्करण हैP(B∣T) किसी के लिएP∈P और किसी भीB∈B । इस प्रकार,A∈σ(T) औरB∈B दिया जाना चाहिए। तब सभी के लिएP∈P हम
P(A∩B)=∫A1BfPdP∗=∫AEP∗[1BfP∣T]dP∗=∫AP∗(B∣T)fPdP∗=∫Ar(B,T)fPdP∗=∫Ar(B,T)dP.
यह दिखाता है किr(B,T)का एक संस्करण हैP(B∣T)किसी के लिएP∈Pऔर किसी भीB∈B, और सबूत किया जाता है।
सारांश।
हलमोस-सैवेज प्रमेय के रूप में यहां प्रस्तुत महत्वपूर्ण तकनीकी परिणाम यह तथ्य है कि संभाव्यता उपायों का एक वर्चस्व वाला परिवार वास्तव में उस परिवार से संभाव्यता उपायों के एक गणना योग्य उत्तल संयोजन का प्रभुत्व है। उस परिणाम को देखते हुए, हेल्मोस-सैवेज प्रमेय के बाकी हिस्सों को केवल रैडॉन-निकोडिम डेरिवेटिव के बुनियादी गुणों और सशर्त अपेक्षाओं के साथ जोड़तोड़ किया गया है।