Сходимость последовательностей случайных величин и вероятностных распределений
[112/70%]Пусть и . Доказать, что .
Доказать, что если и , где и — две последовательности вещественных чисел, то .
Пусть и . Доказать, что:
— постоянные ,
,
.
Пусть — последовательность случайных величин, причем принимает значения и с вероятностями и соответственно. При каких значениях а и ?
Пусть — последовательность случайных величин, таких, что . Пусть последовательность вещественных чисел, такая, что . Доказать, что .
Пусть . Доказать, что ( — медиана ).
Доказать, что для того, чтобы последовательность случайных величин сходилась по вероятности некоторой случайной величине , необходимо и достаточно, чтобы для любого существовало такое , что при
Пусть и . Доказать, что для любого
при .
Пусть . Доказать, что .
Пусть и пусть — борелевская функция, имеющая производную в точке . Доказать, что
где .
Доказать, что если последовательность случайных величин почти наверное сходится, то функция , равная , если этот предел существует, и нулю в противном случае, является случайной величиной.
Пусть п. н. и п. н. Доказать, что:
п. н. ( — постоянные),
п. н.,
п. н.
Доказать, что п. н. тогда и только тогда, когда для любого
при .
Доказать, что п. н. тогда и только тогда, когда для любого
Доказать, что для того, чтобы последовательность случайных величин с вероятностью 1 сходилась к некоторой случайной величине, необходимо и достаточно, чтобы она была с вероятностью 1 фупдаментальной.
Доказать, что для того, чтобы п. н., необходимо и достаточно, чтобы для любого
при .
Доказать, что для того, чтобы последовательность случайных величин была с вероятностью 1 фундаментальной, необходимо и достаточно, чтобы для любого
при .
Пусть — последовательность случайных величин. Доказать, что если
то п. н.
Пусть — последовательность случайных величин. Доказать, что если для некоторой суммируемой последовательности положительных чисел
то последовательность с вероятностью 1 сходится некоторой почти наверное конечной случайной величине.
Пусть — последовательность случайных величин. Предположим, что существует случайная величина и подпоследовательность целых положительных чисел , такие, что п. н. и
при . Доказать, что тогда п. н.
Доказать, что если п. н. при и п. н. при , то существуют две подпоследовательности и , такие, что п. н. при .
Доказать, что из сходимости с вероятностью 1 следует сходимость по вероятности.
Показать, что из сходимости по вероятности не следует сходимость с вероятностью 1.
Пусть — последовательность случайных величин. Доказать, что:
если , то ,
если , то п. н.
Доказать, что для того, чтобы для некоторого вероятностного пространства понятия сходимости с вероятностью 1 и сходимости по вероятности совпадали, необходимо и достаточно, чтобы это пространство было атомическим.
Пусть — пространство классов случайных величин, совпадающих с вероятностью 1. Для любых двух классов положим
где и — случайные величины из и Н соответственно. Доказать, что — метрика на и что сходимость по вероятности эквивалентна сходимости в метрике .
Доказать, что для сходимости последовательности случайных величин в среднем порядка , необходимо и достаточно, чтобы эта последовательность была фундаментальной в среднем порядка .
Доказать, что из сходимости в среднем какого-либо положительного порядка следует сходимость по вероятности.
Привести пример, показывающий, что из сходимости по вероятности не следует сходимость в среднем порядка .
Привести пример, показывающий, что из сходимости в среднем любого положительного порядка не следует сходимость с вероятностью 1.
Привести пример последовательности случайных величин, сходящейся с вероятностью 1 и такой, что никакая ее подпоследовательность не сходится в среднем порядка .
Доказать, что если п. н. и для некоторого , , то .
Пусть — последовательность вероятностных распределений, причем сосредоточено в точке . Доказать, что слабая сходимость означает, что существует предел и распределение сосредоточено в точке . Доказать обратное.
Пусть — последовательность целочисленных распределений. Доказать, что тогда и только тогда, когда для каждого целого .
Пусть — мера Лебега на единичном интервале, а приписывает массы некоторым точкам, выбранным по одной в интервалах . Доказать, что .
Пусть — последовательность функций распределения. Доказать, что если для всех из некоторого всюду плотного множества на прямой, то .
Привести пример последовательности вероятностных распределений и ограниченной функции , таких, что , но не выполняется соотношение
Привести пример последовательности вероятностных распределений и непрерывной функции , таких, что , но не выполняется соотношение
Доказать, что тогда и только тогда, когда каждая подпоследовательность последовательности содержит подпоследовательность , такую, что .
Доказать, что если и если непрерывна в каждой точке замкнутого множества , то
Доказать, что тогда и только тогда, когда
II
Пусть — последовательность вероятностных распределений. Доказать, что следующие три условия эквивалентны:
-
,
-
для любого замкнутого множества
-
для любого открытого множества
Доказать, что для того, чтобы , необходимо и достаточно, чтобы для любого -непрерывного множества выполнялось соотношение
(-непрерывным называется борелевское множество, граница которого удовлетворяет условию , т. е. имеет вероятность 0).
Пусть — последовательность вероятностных распределений и пусть для любой ограниченной равномерно непрерывной функции
Доказать, что .
Пусть — последовательность вероятностных распределений и пусть для любой ограниченной функции , обладающей непрерывными производными любого порядка,
Доказать, что .
Пусть — последовательность случайных величин. Доказать, что тогда и только тогда, когда
для каждой непрерывной функции распределения .
Пусть случайная величина не зависит от случайных величин и имеет функцию распределения . Доказать, что
тогда и только тогда, когда
Пусть последовательность функций распределения , ,... слабо сходится к некоторой функции распределения, имеющей по крайней мере две точки роста. Доказать, что последовательность слабо сходится к распределению, сосредоточенному в нуле тогда и только тогда, когда и , .
Пусть — последовательность функций распределения, такая, что при некоторых
Доказать, что если последовательности вещественных чисел , и таковы, что
то имеет место сходимость
Пусть — последовательность абсолютно непрерывных вероятностных распределений, — соответствующие плотности. Доказать, что если , равномерно на любом конечном отрезке, то . Верно ли обратное?
Пусть и . Доказать, что существует распределение , такое, что .
Являются ли относительно компактными следующие семейства вероятностных распределений:
множество всех равномерных распределений на отрезках, симметричных относительно нуля;
множество всех нормальных распределений;
множество всех равномерных распределений на отрезках, содержащихся в отрезке ;
множество всех нормальных распределений с фиксированным математическим ожиданием. и равномерно ограниченными. дисперсиями?
Указать, какие из семейств вероятностных распределений, приведепных в предыдущей задаче, являются плотными
(теорема Ю. В. Прохорова)Доказать, что семейство распределений на прямой является относительно компактным тогда и тольне тогда, когда оно является плотным.
Доказать, что множество всех распределений, математическое ожидание которых равно , а дисперсия , является относительно компактным.
Доказать, что семейство нормальных распределений является плотным тогда и только тогда, когда равномерно ограничены математические ожидания и дисперсии элементов этого семейства.
Доказать, что счетное семейство вероятностных мер плотно тогда и только тогда, когда соответствующие функции распределения удовлетворяют соотношениям
равномерно по .
Доказать, что слабая сходимость распределений эквивалентна сходимости в метрике Леви (определение см. во введении к гл. 3)
Пусть совместное распределение и слабо сходится к совмеетному распределению и . Доказать, что распределение слабо сходится к распределению .
Доказать, что из сходимости по вероятности следует сходимость по распределению.
Привести пример, показывающий, что из сходимости по распределению не следует сходимость по вероятности.
Пусть , где — постоянная. Доказать, что .
Пусть . Верно лп, что ?
Доказать, что если и , то:
и
.
Доказать, что если и , то .
Доказать, что если и , то .
Пусть — такая последовательность случайных величин, что
Что можно сказать о последовательности функций распределения
Пусть функция имеет производную в точке . Доказать, что если и , то
Пусть функции имеют непрерывные производные, причем равномерно по . Доказать, что если и , то
Пусть — последовательность случайных величин, определенных на вероятностном пространстве (), причем при каждом при . Примером покажите, что не обязано сходиться к даже в том случае, когда все эти математические ожидания существуют.
Привести пример, показывающий, что из сходимости по вероятности не вытекает сходимость математических ожиданий.
Пусть . Привести пример, когда существуют, а — нет, и наоборот.
Пусть последовательность случайных величин сходится в среднем квадратическом к случайной величине , причем Доказать, что и
Пусть последовательность функций распределения , слабо сходится к функции распределения . Обозначим и дисперсии распределений и соответственно (). Доказать, что
Пусть — последовательность функций распределения с математическими ожиданиями и дисперсиями соответственно. Доказать, что если и , то .
Пусть последовательность функций распределения , с дисперсиями слабо сходится к функции распределения с дисперсией , причем последовательность сходится к некоторому конечному пределу . Обязано ли выполняться равенство ?
Пусть . Доказать, что
Последовательность случайных величин равномерно интегрируема. Доказать, что
Пусть — последовательность случайных величин. Доказать, что если при некотором
то последовательность равномерно интегрируема.
Пусть — последовательность случайных величин и пусть существует случайная величина , такая, что
и для любого и всех
Доказать, что последовательность равномерно интегрируема.
Пусть — равномерно интегрируемая последовательность случайных величин и пусть . Доказать, что Eg.
Пусть — последовательность неотрицательных случайных величин с конечными математическими ожиданиями. Доказать, что если и , то последовательность , ,... равномерно интегрируема.
Доказать, что последовательность случайных величин , равномерно интегрируема тогда и только тогда, когда
и для любого существует , такое, что при всех из неравенства следует
Пусть — последовательность случайных величин и
при . Обязана ли иметь место сходимость
8 А. в. Прохоров и др.
Изменится ли ответ в предыдущей задаче, если дополнительно известно, что ?
Пусть — последовательность случайных величин, — положительная измеримая функция, удовлетворяющая условию
Доказать, что если
то последовательность равномерно интегрируема.
Пусть — последовательность случайных величин. Доказать, что если последовательность равномерно интегрируема, то для любого равномерно интегрируема последовательность
Пусть и для некоторого
Доказать, что
для любого положительного .
Пусть — последовательность случайных величин, причем принимает значения и 0 с вероятностями и соответственно (). Исследовать сходимость последовательностей (по вероятности) и в зависимости от выбора а и г.
Пусть — последовательность неотрицательных случайных величин, таких, что и . Доказать, что .
Пусть и — две последовательности случайных величин, такие, что и . Доказать, что .
Пусть в среднем порядка :
при . Доказать, что
Пусть — последовательность случайных величин, такая, что для некоторого
Доказать, что п. н.
Пусть и
Доказать, что последовательность — равномерно интегрируема и
Пусть и
Доказать, что
Доказать, что если последовательность равномерно интегрируема при некотором , то последовательность распределений случайных величин плотна.
Пусть и — две последовательности положительных случайных величин. Могут ли существовать положительные числа и , такие, что
Пусть — последовательность неотрицательных случайных величин с функциями распределения и с конечными математическими ожиданиями. Будем говорить, что эта последовательность сходится к нулю по Хинчину, если для любого
при (будем обозначать ). Доказать, что если , то .
Следует ли из сходимости по вероятности сходимость по Хинчину (определение сходимости по Хинчину см. в предыдущей задаче)?
Пусть и . Доказать, что .
Пусть — последовательность независимых случайных величин и пусть . Доказать, что имеет вырожденное распределение.
Доказать, что если — последовательность независимых одинаково распределенных невырожденных случайных величин, то .
Пусть , где имеет невырожденное распределение. Возможно ли из последовательности выделить подпоследовательность , такую, что все не зависят от ?
Пусть и при каждом распределение содержит в качестве компоненты стандартное нормальное распределение. Доказать, что распределение также содержит в качестве компоненты стандартное нормальное распределение.
Пусть и — две последовательности случайных величин, такие, что для любого
Доказать, что если п. н., то п. н.
Пусть — последовательность случайных величин, — последовательность положительных целочисленных случайных величин, таких, что не зависит от при любом . 1. Доказать, что если и , то . 2. Доказать, что если и , то .
Пусть для любого случайные векторы ( и () одинаково распределены. Доказать, что если последовательность сходится по вероятности, то последовательность также сходится по вероятности, причем предельные случайные величины одинаково распределены.
Пусть — непрерывная-вещественная функция аргументов. Доказать, что если при , то
при .
Пусть — последовательность случайных векторов, принимающих значения в . Доказать, что тогда и только тогда, когда для любого вектора , ((.,)-скалярное произведение).
Доказать, что если и , то распределение случайного вектора () слабо сходится к распределению случайного вектора ().
Доказать, что последовательность вероятностных распределений на плоскости плотна тогда и только тогда, когда плотны обе последовательности ее маргинальных распределений.
Пусть — дискретная функция распределения, , , ... — некоторая последовательность ее компонент. Доказать, что существует последовательность вещественных чисел , такая, что последовательность сходится в равномерной метрике к некоторой функции распределения , т. е.