Действительно ли теорема Слуцкого остается в силе, когда две последовательности сходятся к невырожденной случайной величине?


12

Я запутался в некоторых деталях о теореме Слуцкого :

Пусть , - две последовательности скалярных / векторных / матричных случайных элементов.{Xn}{Yn}

Если сходится по распределению к случайному элементу а сходится по вероятности к константе , то при условии, что обратим, где обозначает сходимость в распределении.XnXYnc

Xn+Yn →d X+cXnYn →d cXXn/Yn →d X/c,
c→d

Если обе последовательности в теореме Слуцкого обе сходятся к невырожденной случайной переменной, остается ли эта теорема действительной, и если нет (кто-то может привести пример?), Каковы дополнительные условия, чтобы сделать ее действительной?

Ответы:


15

Теорема Слуцкого не распространяется на две последовательности, сходящиеся в распределениях к случайной переменной. Если сходится по распределению к , вполне может не сойтись или могут сходиться к чему - то другому , чем . Y X n + Y n X + YYnYXn+YnX+Y

Например, если для всех -х, не сходится к разности двух случайных величин с распределением же как . n X n + Y n XYn=−XnnXn+YnX

Другой контрпример - это когда последовательности и независимы и оба сходятся в распределении к нормальной переменной , если определено и , затем Подробнее об этом примере см. В ответе Davide .{ Y n } N ( 0 , 1 ) X 1 ∼ N ( 0 , 1 ) X 2{Xn}{Yn}N(0,1)X1∼N(0,1)X n d → X 1 Y n d → X 2 X n + Y n ⧸ d → X 1 + X 2 = 0X2=−X1

Xn →d X1Yn →d X2Xn+Yn ⧸→d X1+X2=0

2
Чтобы его расширить, нужно нечто большее, например, независимость.
— kjetil b halvorsen

Правильно ли я считаю, что если обе последовательности вместо этого сходятся к константе, Слуцкий все еще применяется, потому что константа - это особый (вырожденный) случай RV?
— полупансион

1
@ Half-Pass: это правильно.
— Сиань

4

Предположим, что - это гауссов центрированный вектор, ковариационная матрица которого является с . Определите и для . Затем и , где и - стандартная нормальная случайная величина. Однако является гауссовским, центрированным, а его дисперсия равна . Поскольку ничего не известно о распределении , мы не можем утверждать, что в распределении.(X0,Y0)(1ρρ1)|ρ|⩽1Xn:=X0Yn:=Y0n⩾1Xn→XYn→YXYXn+Yn2+2ρX+YXn+Yn→X+Y

Эти примеры показывают, что в общем случае мы можем иметь распределение и , но если у нас нет информации о распределении , сходимость может не получиться.Xn→XYn→YX+YXn+Yn→X+Y

Конечно, все хорошо, если в распределении (например, если не зависит от и от В общем, мы можем только утверждать, что последовательность туго (то есть для каждого положительного мы можем найти такой, что ). Это подразумевает что мы можем найти возрастающую последовательность целых чисел , такие , что сходится по распределению к некоторой случайной величины .(Xn,Yn)→(X,Y)XnYnXY(Xn+Yn)n⩾1εRsupnP{|Xn+Yn|>R}<ε(nk)k⩾1(Xnk+Ynk)k⩾1Z

Предложение. Существуют последовательности гауссовских случайных величин и , так что для любой мы можем найти возрастающую последовательность целых чисел , что сходится по распределению к .(Xn)n⩾1(Yn)n⩾1σ∈[0,2](nk)k⩾1(Xnk+Ynk)k⩾1N(0,σ2)

Доказательство. Рассмотрим перечисление рациональных чисел и биекцию . Для определите как гауссов центрированный вектор ковариационной матрицы . При таком выборе можно видеть, что заключение предложения удовлетворяется, когда рациональна. Используйте аргумент аппроксимации для общего случая.[ - 1 , 1 ] τ : N → N 2 n ∈ τ - 1 ( { j } ) × N ( X n , Y n ) ( 1 r j r j 1 ) σ(rj)[−1,1]τ:N→N2n∈τ−1({j})×N(Xn,Yn)(1rjrj1)σ

Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.