Se


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Isso não é lição de casa.

Seja uma variável aleatória. Se e , segue-se que ?XE[X]=k∈RVar[X]=0Pr(X=k)=1

Intuitivamente, isso parece óbvio, mas não tenho certeza de como provaria isso. Eu sei de fato que, pelas suposições, segue-se que . Então Isso não parece me levar a lugar algum. Eu poderia tentar Agora desde , segue-se que também.E[X2]=k2

(∫Rx dF(x))2=∫Rx2 dF(x).
Var[X]=E[(X−k)2].
(X−k)2≥0E[(X−k)2]≥0

Mas se eu usasse igualdade, então meu instinto é que , de modo que .

E[(X−k)2]=0
(X−k)2≡0X≡k

Como eu saberia disso? Suponho uma prova por contradição.

Se, ao contrário, para todos , então , e para todo . Temos uma contradição, então .X≠kX(X−k)2>0E[(X−k)2]>0XX≡k

A prova é sólida - e, se sim, existe talvez uma maneira melhor de provar essa afirmação?


@ user777 Eu tentei esse método originalmente (como você pode ver no meu Equação ), mas não sabia ao certo como proceder.
∫Rx dF(x)=∫Rx2 dF(x)
— Clarinetist

3
Creio que a desigualdade de Chebyshev responde a essa pergunta imediatamente.
— whuber

@ whuber: pelo menos a declaração da Wikipedia sobre a desigualdade de Chebyshev exige explicitamente uma variação diferente de zero . Eu realmente não ver se precisamos de algum tipo de prova fundamental para o caso variância de zero ...
— Stephan Kolassa

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@Stephan Você pode facilmente misturar qualquer distribuição não-regenerada com intervalo e aplicar a desigualdade para mostrar que para todos e todos . (−δ,δ)Pr(|X−k|>δ)≤εε>0δ>0
— whuber

Respostas:


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Aqui está uma prova teórica da medida para complementar as outras, usando apenas definições. Trabalhamos em um espaço de probabilidade . Observe que e considere a integral . Suponha que, para algum , exista tal que em e . Então aproxima de baixo, então, pela definição padrão de como o supremo de integrais de funções simples aproximando de baixo, (Ω,F,P)Y:=(X−EX)2≥0EY:=∫Y(ω)P(dω)ϵ>0A∈FY>ϵAP(A)>0ϵIAYEY

EY≥∫ϵIAP(dω)=ϵP(A)>0,
que é uma contradição. Assim, , . Feito.∀ϵ>0P({ω:Y>ϵ})=0

5

Prove isso por contradição. Pela definição da variação e suas suposições, você tem

0=VarX=∫R(x−k)2f(x)dx,

onde é a densidade de probabilidade de . Note-se que ambos e são não negativos.fX(x−k)2f(x)

Agora, se , entãoP(X=k)<1

U:=(R∖{k})∩f−1(]0,∞[)

tem maior medida do que zero, e . Mas entãok∉U

∫U(x−k)2f(x)dx>0,

(algum argumento no estilo pode ser incluído aqui) e, portanto,ϵ

0=VarX=∫R(x−k)2f(x)dx≥∫U(x−k)2f(x)dx>0,

e sua contradição.


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O que é ? É o mesmo que como?X≡kX=k

ETA: Iirc,X≡k⟺X(ω)=k ∀ ω∈Ω→X=k a.s.

De qualquer forma, é óbvio que

(X−E[X])2≥0

Suponha

E[X−E[X])2]=0

Então

(X−E[X])2=0 a.s.

O último passo que eu acredito envolve continuidade de probabilidade ... ou o que você fez (você está certo).


Há também a desigualdade de Chebyshev :

∀ϵ>0 ,

P(|X−k|≥ϵ)≤0ϵ2=0

P(|X−k|≥ϵ)=0

→P(|X−k|<ϵ)=1

Bom falar de novo .


Btw porque é que

∫Rx dF(x)=∫Rx2 dF(x)

?

Parece-me que enquantoLHS=kRHS=k2


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Sim, você está certo. Eu editei o post
— Clarinetist

@Clarinetist Editou também o meu: P
— BCLC 04/12/2015
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