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Básicos de probabilidad de la prueba

Actualmente estoy buscando a través de la prueba de este lema y estoy pegado en esto (trivial!) etapa de la prueba y me preguntaba si alguien podría ayudarme? He escrito la parte de la prueba de que estoy atascado en el

Lema sea X, Y variables aleatorias, sea a un número real y ε > 0. Entonces

$P(Y\leq{a})\leq P(X\leq a+\epsilon) + P(|Y-X|>\epsilon)$

Prueba

$P(Y\leq{a})=P(Y\leq a, X\leq a +\epsilon) + P(Y\leq a, X> a +\epsilon)$

$\leq P(X\leq a +\epsilon) + P(Y-X\leq a-X, a-X< -\epsilon)$

$\leq P(X\leq a +\epsilon) + P(Y-X< -\epsilon)$

$\leq P(X\leq a +\epsilon) + P(Y-X< -\epsilon) + P(Y-X> \epsilon)$

$ = P(X\leq a+\epsilon) + P(|Y-X|>\epsilon)$

La prueba parece implicar que $P(Y\leq a, X\leq a +\epsilon) \leq P(X\leq a +\epsilon)$

Pero no entiendo por qué esto es cierto?

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jldugger Puntos 7490

Siempre es una buena idea para reducir tales manipulaciones a los axiomas de la probabilidad (y, si es necesario, simple álgebra).

Comenzar por señalar que podemos descomponer el espacio muestral $\Omega$ en la unión de cualquier evento y su complemento:

$$\Omega = \{|X-Y| \gt \epsilon\}\ \bigcup\ \{|X-Y| \le \epsilon\}.$$

De esta forma se rompe el caso de $Y \le a$ a dos disjuntos partes,

$$\{Y \le a\} = \left(\{Y \le a\} \cap \{|X-Y| \gt \epsilon\}\right)\ \bigcup\ \left(\{Y \le a\} \cap\{|X-Y| \le \epsilon\}\right).\tag{1}$$

Debido a que estas partes son distintos, sus probabilidades se suman (que es un axioma). Vamos a abordar la evaluación de las probabilidades por separado.

Lado izquierdo

Otro axioma de la relación es que la probabilidad de que un subconjunto de un evento nunca es mayor que la probabilidad de que el evento en sí. Esto nos permite sobreestimar la mano izquierda parte de la $(1)$:

$$\Pr\left(\{Y \le a\} \cap \{|X-Y| \gt \epsilon\}\right)\le \Pr(|X-Y| \gt \epsilon).\tag{2}$$

Esto es intuitivamente claro.

Lado derecho

La mano derecha la parte es debido a la algebraicas hecho de que las desigualdades agregar:

$$Y \le a\text{ and } |X-Y|\le \epsilon\ \text{ implies }\ X= Y + (X-Y) \le a + \epsilon.$$

(Esto es fácilmente deducirse de la desigualdad de triángulo.)

Por lo tanto, el lado derecho de la $(1)$ es un subconjunto de un simple evento $X \le a+\epsilon$. Una vez más, esto da una desigualdad de probabilidades

$$\Pr\left(\{Y \le a\} \cap\{|X-Y| \le \epsilon\}\right) \le \Pr\left(X \le a+\epsilon\right).\tag{3}$$

Intuitivamente, si $Y$ no exceda el $a$ $X$ está dentro de$\epsilon$$Y$, $X$ no puede exceder $a+\epsilon$.

Solución

Tomando las probabilidades en $(1)$ por medio de los resultados $(2)$ $(3)$ rendimientos

$$\Pr(Y \le a) \le \Pr(|X-Y| \gt \epsilon) + \Pr\left(X \le a+\epsilon\right),$$

QED.

Poniendo este resultado en palabras podría ayudar a la intuición:

La posibilidad de $Y \le a$ puede ser mayor que la probabilidad de que $X \le a+\epsilon$ (si $X$ está dentro de$\epsilon$$Y$), además de la posibilidad de que $X$ es de más de $\epsilon$$Y$.

1voto

ab90hi Puntos 54

Dejar que el nos definen los siguientes eventos

$A = \{X \leq a+e\}$, $B = \{X \leq a+e,Y\leq a\}$, y $C = \{X \leq a+e,Y>a\} $

Ahora, \begin{equation} A = B \bigcup C \end{equation} \begin{equation} \implies B \subseteq A \implies P(B) \le P(A) \end{equation}

0voto

mat_geek Puntos 1367

Esa parte es fácil, ya que usted sospecha. Deje que el evento A={X<=a+e) y B= {Y<=a}, entonces se tiene que P(a y B) <= P(a), simplemente porque el evento {A y B} es un subconjunto de A.

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