14-弱收敛与特征函数


收敛结果

  • 定理:

    则可以在同一个测度空间上找到相应的随机变量 ,使得

  • 证明思路:

  • 定理:

    当且仅当对每个有界连续函数 ,都有

  • 证明思路: 在同一个样本空间上定义 ,使其几乎必然收敛,再使用有界收敛定理。

  • 定理: 假设 可测,并且它的不连续点集的 -测度为零。那么

  • 证明思路: 在同一个样本空间上定义 ,使其几乎必然收敛,再使用有界收敛定理。

紧性

  • 定理: 任意分布函数序列 都存在一个子列,收敛到某个右连续、单调不减的函数 ,并且在 的每个连续点 处都有

  • 这个极限未必是分布函数。

    对相应的实随机变量或分布函数,也可以类似地定义紧性。

  • 定理: 上述 的每个子列极限都是某个概率测度的分布函数,当且仅当 是紧的。

全变差范数

  • 对两个概率测度 ,定义它们之间的全变差距离

  • 直观地说,如果两个测度在全变差意义下很接近,那么在大多数时候,从其中一个测度取得的样本,看起来会像是从另一个测度取得的样本。

  • 当密度函数存在时,全变差距离对应于这些密度函数之间的 距离。

  • 全变差范数收敛比弱收敛强得多。离散均匀随机变量

    上取值,它弱收敛到 上的均匀随机变量 。但是,对所有 之间的全变差距离都是

提纲

  • 弱收敛

  • 特征函数

特征函数

  • 为随机变量。

  • 特征函数定义为

  • 回顾:按照定义,

  • 特征函数 与矩母函数 相似。

  • 如果 相互独立,那么

    正如

  • 同样,

    正如

  • 对任意随机变量 ,其特征函数在所有 处都有定义。

特征函数的性质

  • 因而 上一致连续。

特征函数的例子

  • 硬币: 如果

    那么

  • 这是周期函数。如果 是整数值随机变量,它的特征函数是否总具有周期性?

  • 泊松(Poisson)分布: 如果 服从参数为 的泊松分布,那么

  • 为什么把 加倍,相当于把 平方?

  • 正态分布: 如果 服从标准正态分布,那么

  • 的分布关于零对称时, 是否总是实函数?

  • 指数分布: 如果 服从标准指数分布,即它在 上的密度为 ,那么

    那么

    使用映射 的线性性。


文章作者: Gustavo
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