Задача о разорении.
Доказательство.
следовательно,
Теорема доказана.
Пусть –количество денег 1-ого игрока, – количество денег 2-ого игрока. Введем последовательность . ; ;
; ; независимы.
Обозначим момент разорения одного из игроков :
Поскольку – мартингал , т.е. ;
Так как
то
При этом – мартингал, следовательно,
Таким образом среднее время игры равно .
2. Некоторые задачи и определения математической статистики
Рассмотрим схему серий Бернулли с
.
Пусть (и ) – неизвестны заранее, а наблюдаемы . Вместо традиционно используется – неизвестный оцениваемый параметр. Возможны две постановки задачи:
1) задача оценивания;
2) задача построения доверительных интервалов.
Пусть (здесь ).
Следовательно, задана статистическая модель с
отвечающая независимым испытаниям.
Всякую функцию назовем оценкой.
Определение. Оценка состоятельна, если
Определение. Оценка несмещенная, если
где отвечает мере .
|
|
Определение. Оценка эффективна (в классе несмещенных оценок ), если
Пример. Если и , то из закона больших чисел следует, что
т.е. – состоятельная оценка в схеме Бернулли,
следовательно, – несмещенная. Но любая оценка
с несмещенная, и при – состоятельная, а вот эффективна ли она? Ответ – в так называемом неравенстве Рао-Крамера.
Теорема. Для несмещенных оценок справедливо неравенство
где – информация Фишера.
где – функция правдоподобия (логарифмическая),
Продифференцируем по :
и, следовательно, по неравенству Коши-Буняковского
т.е.
где
Неравенство доказано (в том числе для общей схемы, не обязательно для схемы Бернулли).
Покажем с помощью неравенства Рао-Крамера, что в схеме Бернулли –эффективная оценка.
следовательно,
но
следовательно,
а для всякой другой
следовательно, – эффективна.
Из закона больших чисел при
и, следовательно, для любого
поэтому,
и, следовательно,
Определение. Интервал вида , где и – две функции элементарных событий называется доверительным интервалом надежности или доверительным интервалом с уровнем значимости , если для любого
В примере имели место равенства
3. Вероятностная модель в общей постановке (в том числе с бесконечным числом исходов)
Ранее рассматривалось с , а если ? (Рассмотрите пример с интервалом [0,1)).
Определение. Система подмножеств называется - алгеброй, если она является алгеброй и если , , то
(Рассмотрите пример с борелевской -алгеброй , пример с точечной -алгеброй).
Определение. Вероятностной мерой или вероятностью на - алгебре называется числовая функция множеств , , если
|
|
1) ;
2) при из
3) .
Определение. (Аксиоматика Колмогорова.) Набор , где
а) – множество – пространство элементарных событий
б) – -алгебра подмножеств ; ,
в) – вероятность на
называется полным вероятностным пространством, а – вероятностью события .
Определение. Случайная величина – это любая определенная на , -измеримая числовая функция (т.е. для любого , где – из борелевской - алгебры – на ).
Определение. Функцией распределения называется .
Функцией распределения может являться любая функция такая, что
1) – неубывающая функция
2) , , где ;
3) непрерывна справа, имеет предел слева , т.е.
и .Тогда
Примеры мер:
1) дискретных, с кусочно-постоянной функцией распределения
2) абсолютно-непрерывных с плотностью
3) сингулярных.
Теорема Лебега.