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Teoremas de convergencia martigale

Que $S_n = X_{1}+\cdots + X_{n}$ sea una martingala satisfacción $E[X_{k}^{2}]\leq k<\infty$, para todos los $k$. Mostrar que $S_{n}$ obedece la débil ley de grandes números: $$P\left(\left|\dfrac{S_{n}}{n}\right|>\epsilon\right)\rightarrow 0,$$ as $n\rightarrow \infty,$ for any positive $\epsilon$.

Nota: he utilizado la desigualdad de Markov y consiguió ponerse al $\dfrac{1}{2\epsilon^{2}}$

$\displaystyle{E[S_{n}^{2}]=\sum_{i=1}^{n}E[X_{i}^{2}]+\sum_{0\leq i<j\leq n}^{n}E[X_{i}X_{j}]}$, pero como $S_n$ es martingala tenemos que $E[X_{i}X_{j}]=0$

¿Alguien me puede ayudar?

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Daniel G Puntos 12647

He aquí algunas ideas, que son demasiado largas para un comentario. Creo que no funciona completamente, pero tal vez otros puedan arreglarlo. Desde $S_n$ es una martingala, ha $\mathbb{E}S_n = \mathbb{E}S_1 = \mathbb{E}X_1$ todos los $n\geq 1$. La aplicación de este en el caso particular $n=2$, obtenemos $\mathbb{E}X_1+\mathbb{E}X_2=\mathbb{E}S_2=\mathbb{E}X_1$, y por lo $\mathbb{E}X_2=0$. Del mismo modo, $\mathbb{E}X_n=0$ todos los $n\geq 2$. No sabemos si $\mathbb{E}X_1=0$ o no.

La probabilidad de que usted considere es equivalente a $P(|S_n|>n\epsilon)$. Tenemos $|S_n| = |S_n-\mathbb{E}S_n+\mathbb{E}S_n|\leq |S_n-\mathbb{E}S_n|+|\mathbb{E}S_n|=|S_n-\mathbb{E}S_n|+|\mathbb{E}X_1|$.

Por lo tanto $P(|S_n|> n\epsilon)\leq P(|S_n-\mathbb{E}S_n|>n\epsilon-|\mathbb{E}X_1|)\leq P(|S_n-\mathbb{E}S_n|\geq n\epsilon-|\mathbb{E}X_1|)$. El lado derecho de la última probabilidad será positivo para $n$ lo suficientemente grande.

Usted mismo escribe que $$\text{Var}S_n = \mathbb{E}[S_n^2]-\mathbb{E}[S_n]^2 = \sum_{k=1}^n\mathbb{E}[X_k^2] - \mathbb{E}[X_1]^2.$$

El uso de la enlazado $\mathbb{E}[X_k^2]\leq k<\infty$ todos los $k\geq 1$, puedo enlazado esta variación por $$\text{Var}[S_n] \leq \sum_{k=1}^n k - \mathbb{E}[X_1]^2=\frac{n(n+1)}{2}-\mathbb{E}[X_1]^2.$$

Ahora me gustaría aplicar la desigualdad de Chebyshev para la probabilidad de $P(|S_n-\mathbb{E}S_n|\geq n\epsilon-|\mathbb{E}X_1|)$, pero no parece que me da un fuerte suficiente obligado.

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