10

Udowodnij lub podaj kontrprzykład:

Jeśli , toXn →a.s. X(∏i=1nXi)1/n →a.s. X

Moja próba :

FALSE: Załóżmy, że może przyjmować tylko wartości ujemne i załóżmy, żeXXn≡X ∀ n

WTEDY , jednak dla parzystego , nie jest ściśle ujemny. Zamiast tego zamienia ujemne na dodatnie i ujemne. Dlatego, nie zbiegają się prawie na pewno do .Xn →a.s. Xn(∏i=1nXi)1/n(∏i=1nXi)1/nX

Czy to rozsądna odpowiedź? Jeśli nie, jak mogę poprawić swoją odpowiedź?


4
Xi musi być ściśle pozytywne, aby miało to sens.
— user765195

2
Oczywiście potrzebujesz aby zdefiniować . Najpierw udowodnij, że zbieżne z jako (google „Cesaro znaczy” w analizie rzeczywistej i dostosuj argument). Następnie rozważ . G n = ( ∏ n i = 1 X i ) 1 / n A n = ∑ n i = 1 X n / n X L n = log G nXi>0Gn=(∏i=1nXi)1/nAn=∑i=1nXn/nXLn=log⁡Gn
— Zen

1
Niezbędne bieżąca analiza jest następująca: Jeśli , a . Dowód: dla każdego istnieje taki, że , dla każdego . Dlatego . Stąd, jeśli , wtedy , dla każdego . ∑ n i = 1 x i / n → L ϵ > 0 n 0 ≥ 1 | x n - L | < ϵ / 2 n ≥ n 0 | ∑ n i = 1 x i / n - L | ≤ ∑ n 0 i = 1 | x i - Lxn→L∑i=1nxi/n→Lϵ>0n0≥1|xn−L|<ϵ/2n≥n0n 1 > 2|∑i=1nxi/n−L|≤∑i=1n0|xi−L|/n+∑i=n0+1n|xi−L|/n<n0max1≤i≤n0|xi−L|/n+ϵ/2| ∑ n i = 1 x i / n - L | < ϵ n ≥ n 1n1>2n0max1≤i≤n0|xi−L|/ϵ|∑i=1nxi/n−L|<ϵn≥n1
— Zen

Intuicja polega na tym, że obliczasz średnią z coraz większą liczbą , które są coraz bliżej i ostatecznie dominują w wyniku. L.xiL
— Zen

Odpowiedzi:


3

Przed udowodnieniem czegoś interesującego, zauważ, że prawie na pewno dla wszystkich nie jest warunkiem koniecznym dla obu instrukcji, aby miały sens, co ilustruje sekwencja deterministyczna .i ( - 1 , - 1 , 1 , 1 , 1 , … )Xi>0i(−1,−1,1,1,1,…)

Co więcej, stwierdzenie to jest w rzeczywistości fałszywe, jak dowodzi następująca deterministyczna sekwencja: .(0,1,1,…)

Teraz załóżmy, że prawie na pewno dla wszystkich , to instrukcja jest prawdziwa, podając następujący argument:iXi>0i

ZdefiniujPrzez contuity z , prawie na pewno. Tak więc prawie na pewno przez wynik dla Cesaro oznacza również udowodnione w powyższych komentarzach. Zatem przez ciągłość , prawie na pewno.x↦log(x)log(Xn)→log(X)Sn→log(X)x↦exp(x) ( n ∏ i = 1 X i ) 1 / n→X,

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

0

To twierdzenie jest fałszywe. Daję dowód, podając kontrprzykład.

Załóżmy, że losowa sekwencja jest zdefiniowana w następujący sposób:Xi

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

Najwyraźniej jest (1) zdegenerowane, a (2) prawie na pewno zbiega się do jako według silnego prawa wielkich liczb Czebyszewa. (Aby to zobaczyć, przepisz dla .)XiX=1i⟶∞Zi=i−0.5ZZ∼N(0,1)

Ponieważ jednak , . W związku z tym , więc w granicy trywialnie zbiegnie do , czyli . X1=0Πi=1nXi=0,∀n∈N(Πi=1nXi)1/n=0,∀n∈N0limn⟶∞(Πi=1nXi)1/n=0◻


2
Wygląda na to, że zapomniałeś wykładnika . 1/n
— whuber

Dzięki, whuber, naprawiłem to :) Naprawdę powinienem popracować nad bardziej uważnym czytaniem ... Po raz pierwszy udowodniłem również, że instrukcja również nie działa dla ponieważ ja nie czytałem poprawnie. Πi=1nXi1/i
— Jeremias K

Dzięki. Wszystkie te obliczenia wydają się zaciemniać prosty pomysł: jeśli jest niezerowy, nie zmienisz limitu, zmieniając dowolną skończoną liczbę na zero, ale to sprawi, że produkt będzie zerowy i otrzymasz sprzeczność. Słusznie. Jednakże, o ile nie powiedziano nam inaczej, stwierdzenia o nieskończonych produktach należy rozumieć jako stwierdzenia o nieskończonych sumach logarytmów. W szczególności zainteresowanie tym pytaniem skupia się na przypadku, w którym każdy jest prawie na pewno ściśle pozytywny . X i X iXXiXi
— whuber

@ Whuber ten ostatni komentarz jest interesujący. Czy rzeczywiście jest tak, że limity produktów są umownie, a może z definicji (?) Rozumiane w kategoriach logarytmów? Jeśli tak, zmieniłbym również treść mojej odpowiedzi powyżej. W szczególności ostatni apel do ciągłości byłby zbyteczny.
— ekvall

@Student Rozumowanie w odpowiedzi jest w porządku. W zastosowaniach statystycznych rzadko zdarza się, aby ktokolwiek patrzył na taką granicę środków geometrycznych, chyba że już myślał w kategoriach logarytmów.
— whuber
Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.