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Prove ou forneça um contra-exemplo:

Se ,Xn →a.s. X(∏i=1nXi)1/n →a.s. X

Minha tentativa :

FALSE: Suponha que possa assumir apenas valores negativos e suponhaXXn≡X ∀ n

ENTÃO , no entanto, mesmo para , não é estritamente negativo. Em vez disso, alterna negativo para positivo e negativo. Portanto, não converge quase certamente para .Xn →a.s. Xn(∏i=1nXi)1/n(∏i=1nXi)1/nX

Esta é uma resposta razoável? Caso contrário, como posso melhorar minha resposta?


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Xi deve ser estritamente positivo para que isso seja significativo.
— precisa saber é o seguinte

2
Obviamente, você precisa de para definir corretamente. Primeiro prove que converge para como (google "Cesaro mean" em Real Analysis e adapte o argumento). Em seguida, considere . Xi>0Gn=(∏i=1nXi)1/nAn=∑i=1nXn/nXLn=log⁡Gn
— Zen

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O resultado da análise real necessário é esta: Se , então . Prova: para qualquer , existe um tal que , para cada . Portanto, . Portanto, se selecionarmos , , para cada . xn→L∑i=1nxi/n→Lϵ>0n0≥1|xn−L|<ϵ/2n≥n0|∑i=1nxi/n−L|≤∑i=1n0|xi−L|/n+∑i=n0+1n|xi−L|/n<n0max1≤i≤n0|xi−L|/n+ϵ/2n1>2n0max1≤i≤n0|xi−L|/ϵ|∑i=1nxi/n−L|<ϵn≥n1
— Zen

A intuição é que você está computando a média com mais e mais mais e mais próximos de , e eles acabam dominando o resultado. xiL
— Zen

Respostas:


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Antes de provar algo de interesse, observe que quase certamente para todos não é uma condição necessária para que ambas as declarações façam sentido, o que a sequência determinística ilustra.Xi>0i(−1,−1,1,1,1,…)

Além disso, a afirmação é de fato falsa em geral, como a seguinte sequência determinística prova: .(0,1,1,…)

Agora, suponha que quase certamente para todos os , então a afirmação é verdadeira pelo seguinte argumento:Xi>0i

DefinaPela continuidade de , quase certamente. Assim, quase certamente por um resultado para Cesaro significa também comprovado nos comentários acima. Assim, pela continuidade de , quase com certeza.

Sn=1n∑i=1nlog⁡(Xi).
x↦log⁡(x)log⁡(Xn)→log⁡(X)Sn→log⁡(X)x↦exp⁡(x)
(∏i=1nXi)1/n→X,

0

Esta afirmação é falsa. Eu provo fornecendo um contra-exemplo.

Suponha que a sequência aleatória seja definida da seguinte forma:Xi

Zi∼N(0,1/i),iid,∀i∈NXi=1{i≠1}+1{i≠1}Zi,i∈N

Claramente, é (1) degenerado e (2) converge quase certamente para como pela forte lei de grandes números de Chebyshev. (Para ver isso, reescreva para .)XiX=1i⟶∞Zi=i−0.5ZZ∼N(0,1)

No entanto, como , . Consequentemente, , portanto, no limite, converge trivialmente para , ou seja, . X1=0Πi=1nXi=0,∀n∈N(Πi=1nXi)1/n=0,∀n∈N0limn⟶∞(Πi=1nXi)1/n=0◻


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Parece que você esqueceu o expoente . 1/n
— whuber

Obrigado whuber, eu consertei :) Eu realmente deveria ler as coisas com mais cuidado ... Eu também provei que a declaração também não se aplica a porque eu não leu corretamente. Πi=1nXi1/i
— Jeremias K

Obrigado. Todos esses cálculos parecem obscurecer uma idéia simples: se for diferente de zero, você não alterará o limite alterando qualquer número finito do para zero, mas isso tornará o produto zero e você terá uma contradição. Justo. No entanto, a menos que nos digam o contrário, declarações sobre produtos infinitos devem ser entendidas como declarações sobre somas infinitas dos logaritmos. Em particular, o interesse nesta questão se concentra no caso em que todo é quase certamente estritamente positivo . XXiXi
— whuber

@whuber esse último comentário é interessante. É verdade que os limites dos produtos são por convenção, ou talvez por definição (?), Entendidos em termos dos logaritmos? Nesse caso, também alteraria a redação da minha resposta acima. Em particular, o último apelo à continuidade seria supérfluo.
— Ekvall

@ Estudante O raciocínio da sua resposta está bom. Em aplicações estatísticas, é raro que alguém esteja olhando para esse limite de médias geométricas, a menos que já esteja pensando nos termos dos logaritmos.
— whuber
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