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Doob la desigualdad en la probabilidad

En el libro "la Parada Óptima y Libre de Problemas de Frontera" no se le da el Doob la desigualdad de la siguiente forma.

Deje $X = (X_t,F_t)$ ser un submartingale. Entonces para cualquier $\varepsilon>0$ y cada una de las $T>0$ $$ \mathsf P\left\{\sup\limits_{t\leq T}|X_t|\geq \varepsilon\right\}\leq \frac 1\varepsilon \sup\limits_{t\leq T}\,\,\,\mathsf E\,|X_t|. $$

Por otro lado, George Lowther presenta el siguiente ejemplo. Deje $X_0 = 0$, $$ X_1 = \begin{cases} 1, &\quad p = 1/3; \\ 0, &\quad p = 1/3; \\ -1,&\quad p =1/3. \end{casos} $$ y $X_2 = 1$ si $X_1 = 1$, $X_2 = 0$ si $X_1 = -1$ y
$$ X_2 = \begin{cases} 1, &\quad p = 1/2; \\ -1,&\quad p =1/2. \end{casos} $$ si $X_1 = 0$. Finalmente, $X_n = X_2$ todos los $n\geq 2$.

Es fácil comprobar que este es un submartingale. Por otro lado, para $\varepsilon = 1$ hemos $$ \mathsf P\left\{\sup\limits_{n\leq 2}|X_n|\geq 1\right\} = 1 $$ pero $\mathsf E[|X_0|] = 0$, $\mathsf E[|X_1|] = 2/3$ y $\mathsf E[|X_2|] = 2/3$ -, por lo que la desigualdad $1\leq 2/3$.

Podría ayudar con la búsqueda de un error ya que estoy confundido?

La referencia puede ser visto aquí: http://books.google.com/books?id=UinZbLqpUDEC&pg=PA60&source=gbs_toc_r&cad=4#v=onepage&q&f=false la página 62.

Esta pregunta que se planteó a partir de la discusión aquí: Los límites para la submartingale

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Chris Puntos 1514

Doob la desigualdad es indicado para no negativo submartingales $X_t$:

$$E\sup_{t\le T}X_t\le EX_T$$

Nota, sin módulo. En tu caso, tienes un submartingale $X_t$, lo que no es no negativo. Además $|X_t|$ no es realmente un submartingale, por lo que no se puede aplicar esta desigualdad de aquí.

La probabilidad de espacio aquí es $\Omega=\{\omega_1,...,\omega_4\}$, con $P(\{\omega_1\})=1/3$, $P(\{\omega_2\})=1/3$, $P(\{\omega_3\})=1/6$ y $P(\{\omega_4\})=1/6$.

Tenemos $X_1(\omega_1,...,\omega_4)=(1,-1,0,0)$$X_2(\omega_1,...,\omega_4)=(1,0,1,-1)$. Ahora $Y_1=|X_1|=(1,1,0,0)$ $Y_2=|X_2|=(1,0,1,1)$ y tenemos que

$$E(Y_2|Y_1)=(1/3,1/3,1,1)$$

Actualización: finalmente he encontrado la respuesta correcta en otro libro de Shyriaev (página 492, Probabilidad, segunda edición, 1995). La real desigualdad para cualquier submartingales es

$$P(\sup_{t\le T}|X_t|>\varepsilon)\le \frac{3}{\varepsilon}\sup_{t\le T}E|X_t|$$

Nota la falta constante de 3. Esto significa que hay un error en el libro en el enlace.

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