เราสามารถพูดอะไรเกี่ยวกับการพึ่งพาของตัวแปรสุ่มและฟังก์ชันของตัวแปรสุ่มได้หรือไม่? ตัวอย่างเช่นขึ้นอยู่กับ ?
เราสามารถพูดอะไรเกี่ยวกับการพึ่งพาของตัวแปรสุ่มและฟังก์ชันของตัวแปรสุ่มได้หรือไม่? ตัวอย่างเช่นขึ้นอยู่กับ ?
คำตอบ:
นี่คือหลักฐานการแสดงความคิดเห็นของ @ cardinal โดยมีการบิดเล็กน้อย ถ้าและf ( X )เป็นอิสระจากนั้น P ( X ∈ A ∩ f - 1 ( B ) ) = P ( X ∈ A , f ( X ) ∈ B ) การA=f-1(B)ให้ผลสมการ P(f(X)∈B)=P(f(X)∈B)2, ซึ่งมีสองโซลูชั่น 0 และ 1 ดังนั้นP(F(X)
อย่างไรก็ตามรายละเอียดในระดับทฤษฏีการวัดดูเหมือนจะไม่เป็นปัญหาหลักของ OP ถ้าเป็นจริงและfเป็นฟังก์ชันจริง (และเราใช้ Borel σ - พีชคณิตพูด) จากนั้นรับB = ( - ∞ , b ]ตามด้วยฟังก์ชั่นการแจกแจงสำหรับการแจกแจงf ( X )ใช้เพียง ค่า 0 และ 1 ดังนั้นจึงมีbที่มันกระโดดจาก0ถึง1และP ( f ( X ) = b ) = 1.
ในตอนท้ายของวันคำตอบของคำถาม OPs คือโดยทั่วไปแล้วและf ( X )ขึ้นอยู่กับสถานการณ์และเป็นอิสระเฉพาะในสถานการณ์ที่พิเศษมาก ยิ่งกว่านั้นการวัด Dirac δ f ( x )จะมีคุณสมบัติเสมอสำหรับการแจกแจงแบบมีเงื่อนไขของf ( X ) ที่ให้X = xซึ่งเป็นวิธีที่เป็นทางการในการบอกว่ารู้X = xแล้วคุณก็รู้ว่าf ( X )คือ. รูปแบบพิเศษของการพึ่งพาอาศัยกันกับการแจกแจงแบบเงื่อนไขแบบถดถอยนี้เป็นคุณลักษณะสำหรับฟังก์ชันของตัวแปรสุ่ม
เล็มม่า : ให้เป็นตัวแปรสุ่มและปล่อยให้fเป็นฟังก์ชัน (วัดค่าได้ของเบเรล) เช่นที่Xและf ( X )มีความเป็นอิสระ จากนั้นf ( X )คงที่เกือบแน่นอน นั่นคือมีบาง∈ Rดังกล่าวว่าP ( F ( X ) = ) = 1
หลักฐานอยู่ด้านล่าง; แต่ก่อนอื่นพูดบางอย่าง การวัดค่าโบเรลเป็นเพียงเงื่อนไขทางเทคนิคเพื่อให้แน่ใจว่าเราสามารถกำหนดความน่าจะเป็นได้อย่างสมเหตุสมผลและสอดคล้องกัน คำสั่ง "เกือบจะแน่นอน" ก็เป็นเพียงเทคนิค
สาระสำคัญของการแทรกคือว่าถ้าเราต้องการและF ( X )ที่จะเป็นอิสระแล้วผู้สมัครของเราเท่านั้นที่มีฟังก์ชั่นในรูปแบบF ( x ) =
คมชัดนี้กับกรณีของฟังก์ชั่นดังกล่าวว่าXและF ( X )มีuncorrelated นี้เป็นมากมากสภาพอ่อนแอ ที่จริงให้พิจารณาตัวแปรสุ่มXใด ๆ ที่มีค่าเฉลี่ยเป็นศูนย์, จำกัด ช่วงเวลาที่สามแน่นอนแน่นอน รับf ( x ) = x 2ดังตัวอย่างในคำถาม จากนั้นC o v ( X , f ( X ) ) = E X f (ดังนั้น Xและ f ( X ) = X 2ไม่ได้ถูกนำมาเชื่อมโยงกัน
ด้านล่างฉันแสดงหลักฐานที่ง่ายที่สุดที่ฉันสามารถหาได้สำหรับบทแทรก ฉันได้ทำให้มันverbose เหลือเกินเพื่อให้รายละเอียดทั้งหมดชัดเจนที่สุด หากใครเห็นวิธีในการปรับปรุงหรือทำให้มันง่ายขึ้นฉันจะเพลิดเพลินไปกับการรู้
Idea of proof: Intuitively, if we know , then we know . So, we need to find some event in , the sigma algebra generated by , that relates our knowledge of to that of . Then, we use that information in conjunction with the assumed independence of and to show that our available choices for have been severely constrained.
Proof of lemma: Recall that and are independent if and only if for all and , . Let for some Borel measurable function such that and are independent. Define . Then,
Since and are assumed independent and , then
NB: Note that the converse is also true by an even simpler argument. That is, if almost surely, then and are independent.