Limite superior em em que e


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X é uma variável aleatória discreta que pode assumir valores de (0,1) . Como φ(x)=1/x é uma função convexa, podemos usar a desigualdade de Jensen para derivar um limite inferior :

E[11−X]≥11−E[X]=11−a
É possível derivar um limite superior ?

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Considere o que acontece quando X tem um limite superior que se aproxima de 1 a partir de baixo. Agora considere uma distribuição que inclua 1 com densidade diferente de zero. Agora considere uma distribuição discreta, onde 1 tem probabilidade diferente de zero. Você pode querer começar com algumas restrições
— Glen_b -Reinstar Monica

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Uma generalização dessa pergunta pode ser aplicada à variável aleatória 1−X com a expectativa 1−a para obter a resposta imediatamente: consulte stats.stackexchange.com/questions/141766 . A desigualdade fornecida lá é pequena: isto é, o limite superior é atingível. Ele fornece um limite superior útil (não-infinito) se o supremo de X for menor que 1 .
— whuber

Respostas:


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Não há limite superior.

Intuitivamente, se tiver suporte substancial ao longo de uma sequência que se aproxima de , então poderá ter uma expectativa divergente (arbitrariamente grande). Para mostrar que não há limite superior, tudo o que precisamos fazer é encontrar uma combinação de suporte e probabilidades que atinja a expectativa desejada de . A seguir constrói explicitamente tal .X11/(1−X)aX


Suponha (a ser escolhido posteriormente) e (também a ser escolhido posteriormente). Seja os valores com probabilidades . Então0<λ<1s>1X

an=1−λn−s
pn=n−sζ(s),
n=1,2,…

a=E(X)=∑n=1∞pnan=1ζ(s)∑n=1∞n−s(1−λn−s)=1−λζ(2s)ζ(s).

O intervalo de é o intervalo , pois este gráfico parcial indica:f(s)=ζ(2s)/ζ(s)(0,1)

Figura da relação zeta

Selecionando forma que , escolha para o qual ; isto é, . Isso constrói um com todas as propriedades declaradas.λ1−a<λ<1s>1f(s)=(1−a)/λa=1−λf(s)X

Considerar

E(11−X)=∑n=1∞pnnsλ=1λζ(s)∑n=1∞1.

A soma diverge. Consequentemente, nenhum limite superior é consistente com as condições declaradas.

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