Distribuição de probabilidade de funções de variáveis ​​aleatórias?


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Tenho uma dúvida: considere as variáveis ​​aleatórias com valor real e definidas no espaço de probabilidade .XZ(Ω,F,P)

Seja , onde é uma função com valor real. Como Y é uma função de variáveis ​​aleatórias, é uma variável aleatória.Y:=g(X,Z)g()Y

Vamos x:=X(ω) ou seja, uma realização de X .

É P(Y|X=x)=P(g(X,Z)|X=x) igual a P(g(x,Z)) ?


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Como sua notação é bastante abreviada, vale a pena mencionar que se refere implicitamente a um conjunto A de Borel A, sujeito a um quantificador universal, e que uma renderização mais completa da sua pergunta seria, portanto, se é o caso
A P(YA|X=x)=P(g(X,Z)A|X=x)=P(g(x,Z)A).
whuber

@ whuber: sua última igualdade é válida apenas se X e Z são independentes.
Zen

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OK, você está apenas considerando "se é esse o caso ...".
Zen

Respostas:


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Se é mensurável, então vale para -aA . Em particular, se é independente de , então vale para -aA .g

P(g(X,Z)AX=x)=P(g(x,Z)AX=x),AB(R)
PXxZX
P(g(X,Z)AX=x)=P(g(x,Z)A),AB(R)
PXx

Isso se baseia no seguinte resultado geral:

Se e são variáveis ​​aleatórias e denota uma probabilidade condicional regular de dado , ou seja, , então U,TSPS(T=t)ST=tPS(AT=t)=P(SAT=t)

(*)E[UT=t]=RE[UT=t,S=s]PS(dsT=t).

Prova : A definição de uma probabilidade condicional regular garante que para mensuráveis ​​e integráveis . Agora vamos para um conjunto de Borel conjunto . Então com Desde

E[ψ(S,T)]=RRψ(s,t)PS(dsT=t)PT(dt)
ψψ(s,t)=1B(t)E[US=s,T=t]B
T1(B)UdP=E[1B(T)U]=E[1B(T)E[US,T]]=E[ψ(S,T)]=RRψ(s,t)PS(dsT=t)PT(dt)=Bφ(t)PT(dt)
φ(t)=RE[UT=t,S=s]PS(dsT=t).
BComo foi arbitrário, concluímos que .φ(t)=E[UT=t]

Agora, deixe e use com , onde e , . Então notamos que por definição de expectativa condicional e, portanto, por temos AB(R)()U=ψ(X,Z)ψ(x,z)=1g1(A)(x,z)S=ZT=X

E[UX=x,Z=z]=E[ψ(X,Y)X=x,Z=z]=ψ(x,z)
()
P(g(X,Z)AX=x)=E[UX=x]=Rψ(x,z)PZ(dzX=x)=P(g(x,Z)AX=x).
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