回顾
是概率空间; 是一个滤过; 适应于 ,并且可积。
如果对所有
则称
如果对所有
则称
如果对所有
则称
今天的目标
- 停时;
- 可选停止定理:
例
例 1. 设
则
是鞅。
例 2. 设
则
是鞅。
例 3. 考虑有偏的赌徒破产问题:在每一步,赌徒以概率
- 如果
,则 是鞅; - 如果
,则 是上鞅; - 如果
,则 是下鞅。
基本性质
关于期望
- 如果
是鞅,则对所有 ,
- 如果
是上鞅,则 关于 单调递减。 - 如果
是下鞅,则 关于 单调递增。
更多性质
- 如果
是上鞅,则 是下鞅。 - 如果
既是上鞅又是下鞅,则它是鞅。 - 如果
是鞅,则
是非负下鞅。
引理. 如果
是下鞅。
例
假设
引理. 令
并定义
则
停时
假设
定义. 停时是一个随机变量
并满足
引理. 下列条件等价:
- 对所有
,
- 对所有
,
- 对所有
,
- 对所有
,
引理. 如果
停时
设
是适应于
定义. 设
直观地说,
如果
随机变量
关于
设
则
若
为
过程
可选停止定理
目标是判断何时有
定理. 设
- 如果
是停时,则 也是鞅。特别地,
- 如果
是有界停时,则
特别地,
- 如果存在可积随机变量
,使得对所有 ,
并且
- 如果
具有有界增量,即存在 ,使得对所有 ,
并且
的停时,则
赌徒破产问题
赌徒的处境可以用状态空间
上的一条马尔可夫链来建模:
:钱包中的初始金额; :赌徒在时刻 的财富; - 对每个非吸收状态,
状态
定理. 假设
则
可选停止定理
定理. 设
- 如果
是停时,则 也是鞅。特别地,
- 如果
是有界停时,则
因而
- 如果存在可积随机变量
,使得
并且
- 如果存在
,使得
并且
则
可选停止定理
定理. 设
- 如果
是停时,则 也是上鞅。特别地,
- 如果
是有界停时,则
特别地,
- 如果存在可积随机变量
,使得对所有 ,
并且
- 如果
具有有界增量,即存在 ,使得
并且
- 假设
是非负上鞅。则对任意几乎必然有限的停时 ,
麻省理工学院开放式课程
可选停止定理
定理. 设
- 如果
是停时,则 也是上鞅。特别地,
- 如果
是有界停时,则
特别地,
- 如果存在可积随机变量
,使得对所有 ,
并且
- 如果
具有有界增量,即存在 ,使得
并且
- 假设
是非负上鞅。则对任意几乎必然有限的停时 ,