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Presentación

Pregunta

Deje $F(s)$ ser una función de distribución acumulativa (cdf) de una variable aleatoria en $[0,\infty)$, el cual sólo tiene un átomo en $0$, es decir, $F(0) >0$ y para todos $s>0$:$$ \lim_{h\rightarrow 0}F(s+h)=F(s).$$ Deje $\bar{F}(s)=1-F(s)$$f = F'(s)$. Tenga en cuenta que$$ F(0) = 1-\int_0^\infty f(s) ds.$$

Ahora definir la siguiente operación en $F$: $$ HF(s)=\int_0^s \int_0^u (F(u)-F(u-v)) f(u-v) e^{-v}\ dv\, du. $$ Ahora supongamos $F_1,F_2$ son tanto cdf como se describió anteriormente, y supongo que para todos los $s$, $F_1(s) \leq F_2(s)$ y $F_1(0)=F_2(0)$, muestran que $HF_1(s) \leq HF_2(s)$ todos los $s$.

Pensamientos

Uno puede utilizar Fubini para cambiar el orden de integración, la segunda parte puede entonces ser resuelto escribir como: \begin{align*} -\int_0^s \int_v^s F(u-v) f(u-v) \, du e^{-v}\, dv &= -\int_0^s\int_0^{s-v}F(u)f(u)\,du e^{-v}\,dv\\ &=-\frac{1}{2} \int_0^s \left( F(s-v)^2-F(0)^2 \right) e^{-v}\, dv. \end{align*} Sin embargo, no podemos hacer algo similar para la primera parte como aquí el argumento de $F$ $f$ no son las mismas..

Partal Integración

Como se sugiere en la respuesta, integración parcial puede ser utilizado para deshacerse de la densidad de $f$. Una alternativa de integración parcial a utilizar para simplificar la primera parte es de señalar que la primera parte es igual a: $$ \int_0^sF(u)\int_0^uf(u-v) e^{-v}dv du $$ y, a continuación, utilizar la integración parcial en $\int_0^uf(u-v) e^{-v}dv$, integrando $f(u-v)$ y diferenciar $e^{-v}$.

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Contravariant Puntos 351

Esto no es una respuesta completa pero es demasiado largo para un comentario. Puede 'solucionar' la parte restante de la integral usando integración parcial como sigue:

$$\begin{align} \def\d{\,\mathrm{d}} \int_0^s \int_0^u F(u) f(u-v) e^{-v} \d v \d u &= \int_0^s \int_0^u F(u) f(v) e^{-(u-v)} \d v \d u \ &= \int_0^s \int_0^u F(u) e^{-u} f(v) e^v\d v \d u \ &= \int_0^s F(u) e^{-u} \left(F(u)e^u - F(0) - \int_0^u F(v) e^v \d v \right)\, \d u \ &= \int_0^s F(u) \left(F(u) - F(0)e^{-u} - \int_0^u F(v) e^{-(u-v)} \d v \right)\, \d u \ \end {Alinee el} $$

Combinado con la respuesta encontrada para la otra mitad que esto sería suficiente para demostrar la desigualdad completa.

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