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Prueba

Estoy tratando de demostrar que para cualquier proceso $\{\Phi(s); s\in[0,t]\}$ tal que $\sqrt{\operatorname{Var}\Phi(s)}$ es integrable en a$[0,t]$ tenemos $$\sqrt{\mbox{Var}\left(\int_0^t\Phi(s)\,\mathrm ds\right)}\le\int_0^t\sqrt{\operatorname{Var}\Phi(s)}\,\mathrm ds.$$

He intentado primero asumiendo que $\mathbb{E}(\int_{0}^t\Phi(s)\,\mathrm ds)=0$ y utilizando la desigualdad de Jensen, pero incluso en este caso no obtengo el resultado deseado. He intentado también el uso de la aproximación, pero sin resultado hasta el momento.

Me pregunto si hay alguna falta de hipótesis como el cuadrado integrable proceso.

Alguna idea?

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Alex Franko Puntos 89

$\def\R{\mathbb{R}}\def\ndot{{\,\cdot\,}}\def\d{\mathrm{d}}\def\Ω{{\mit Ω}}\def\peq{\mathrel{\phantom{=}}{}}$Lema: Supongamos que $(U, \mathscr{F}, μ)$ e $(V, \mathscr{G}, ν)$ son medibles espacios. Si $f: U × V → \R$ es $\mathscr{F} × \mathscr{G}$medible función tal que$$ \int_U |f(x, y)| μ(\d x) < +∞ $$ para casi todas las $y \in V$, luegode$$ \left( \int_V \left( \int_U f(x, y) µ(\d x) \right)^2 ν(\d y) \right)^{\tfrac{1}{2}} \leqslant \int_U \left( \int_V (f(x, y))^2 ν(\d y) \right)^{\tfrac{1}{2}} µ(\d x). $$

Prueba: Por la de Cauchy-Schwarz desigualdad,\begin{align*} \text{RHS}^2 &= \left( \int_U \left( \int_V (f(x, y))^2 ν(\d y) \right)^{\smash{\tfrac{1}{2}}} μ(\d x) \right)^2\\ &= \left( \int_U \left( \int_V (f(x_1, y))^2 ν(\d y) \right)^{\smash{\tfrac{1}{2}}} μ(\d x_1) \right) \left( \int_U \left( \int_V (f(x_2, y))^2 ν(\d y) \right)^{\smash{\tfrac{1}{2}}} μ(\d x_2) \right)\\ &= \iint_{U^2} \left( \int_V (f(x_1, y))^2 ν(\d y) \right)^{\tfrac{1}{2}} \left( \int_V (f(x_2, y))^2 ν(\d y) \right)^{\tfrac{1}{2}} μ(\d x_1) μ(\d x_2)\\ &\geqslant \iint_{U^2} \left( \int_V f(x_1, y) f(x_2, y) ν(\d y) \right) μ(\d x_1) μ(\d x_2)\\ &= \int_V \left( \iint_{U^2} f(x_1, y) f(x_2, y) μ(\d x_1) μ(\d x_2) \right) ν(\d y)\\ &= \int_V \left( \int_U f(x_1, y) μ(\d x_1) \right) \left( \int_U f(x_2, y) μ(\d x_2) \right) ν(\d y)\\ &= \int_V \left( \int_U f(x, y) μ(\d x) \right)^2 ν(\d y) = \text{LHS}^2. \end{align*}


Ahora volviendo a la pregunta y supongo que $X: [0, T] × \Ω → \R$ es un medibles proceso tal que$$ \int_0^T E(|X_t|) \,\d t < +∞. \etiqueta{$*$} $$ Desde$$ \int_\Ω \int_0^T |X_t(ω)| \,\d t \d ω = \int_0^T \int_\Ω |X_t(ω)| \,\d t \d ω = \int_0^T E(|X_t|) \,\d t < +∞, $$ a continuación, $\displaystyle \int_0^T |X_t| \,\d t < +∞$ casi seguramente, $\displaystyle E\left( \int_0^T X_t \,\d t \right) = \int_0^T E(X_t) \,\d t$ existe, y por lo tanto $E(X_t)$ existe para casi todos los $t \in [0, T]$. Para tal $t$, definir $m(t) = E(X_t)$, $Y_t = X_t - m(t)$, a continuación, $D(X_t) = E(Y_t^2)$ e$$ E\left( \int_0^T Y_t \,\d t \right) = E\left( \int_0^T X_t \,\d t \right) - \int_0^T m(t) \,\d t = 0, $$ lo que implica$$ D\left( \int_0^T X_t \,\d t \right) = D\left( \int_0^T Y_t \,\d t + \int_0^T m(t) \,\d t \right) = D\left( \int_0^T Y_t \,\d t \right) = E\left( \left( \int_0^T Y_t \,\d t \right)^2 \right). $$ Por el lema,$$ \left( D\left( \int_0^T X_t \,\d t \right) \right)^{\tfrac{1}{2}} = \left( E\left( \left( \int_0^T Y_t \,\d t \right)^2 \right) \right)^{\tfrac{1}{2}} \leqslant \int_0^T \sqrt{\smash[b]{E(Y_t^2)}} \,\d t = \int_0^T \sqrt{\smash[b]{D(X_t)}} \,\d t. $$

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