Файл: Кац М. Статистическая независимость в теории вероятностей, анализе и теории чисел.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.04.2024
Просмотров: 92
Скачиваний: 2
|
НОРМАЛЬНЫЙ ЗАКОН |
|
67 |
|
2. Использопать метод Маркова для доказательства формулы |
||||
Лапласа |
|
|
|
|
|
|
|
0)2 |
|
Нт е |
V |
хк - 1 |
( c-vV2 |
<iV |
х-к© |
а |
_*! |
3 ' |
|
x+Mi Y x |
< ft < хЧ-Мо Vx |
|
|
|
4. Более внимательный взгляд на |
метод. |
Анализ |
материала п. 3 обнаруживает, что в действительности доказана следующая теорема.
Пусть /„ (*), 0 < t < 1, — последовательность изме римых функций, такая, что для каждого действитель-
НОГО I |
1 |
|
|
|
|
lim f е'&п dt = е~&/2. |
(4.1) |
||
Тогда |
п-оо J |
|
|
|
|
0)2 |
|
||
Пт [Д.{со1</п(0 < |
(4.2) |
|||
$ e - W d y . |
||||
n—vco |
* |
0)‘i |
|
|
Пусть |
ап (ш) = И {/„(0 < |
|
(4.3) |
|
|
|
|||
тогда о„ (со) |
обладает следующими |
свойствами: |
|
1) О п ( - оо) = 0> ffn( + °°)= 1;
2)ап (со) — неубывающая;
3)сгп(со) непрерывна слева.
(Отметим, что свойство 3 |
есть следствие полной адди |
тивности меры Лебега.) |
Функция о (со), имеющая |
|
5* |
68 |
ГЛАВА |
.4 |
|
свойства 1 ,2 ii |
3, называется функцией распределения. |
||
Тогда |
-|_со |
|
|
I |
|
|
|
^ |
e ^ n ^ d t — ^ |
e^a dan (bi) |
(4.4) |
6—оо
инаша теорема может быть сформулирована так. Если последовательность функций распределения
ап(а>) такова, что для каждого действительного | +°°
lim |
\ |
dan(со) = е~£2/2, |
(4.5) |
|
п->со —•оо |
|
|
||
ТО |
|
|
|
|
°пЮ - |
|
оп (со,) |
G (со2) - G (со,), |
(4.6) |
где |
|
|
|
|
|
|
|
СО |
|
с И |
= г т = |
^ e-W^dy. |
(4.7) |
— ОО
Внимательный читатель заметит небольшой логический пробел. Если нам задана какая-либо последователь ность функций распределения пп(со), то последнее утверждение следует из предыдущего только тогда, когда мы можем подобрать последовательность функ ций /„(<), 0 < £ < 1 , таких, что
М /„(0 < ®} = ° п И - |
(4.8) |
В сущности, это затруднение можно обойти, пользуясь аргументами п. 3. Однако конструкция функций / п (<) чрезвычайно проста. Действительно, мы можем взять
Н О Р М А Л Ь Н Ы Й ЗАКОН |
69 |
и качестве f n (t) функции, обратные |
к функциям |
цп ((о), имея в виду, что интервалы постоянства ап(со) переходят в разрывы fn (t) и разрывы 0п (со) —в интер валы постоянства /„(£). Мы оставляем детали чита
телю. Заключение, |
что |
(4.5) |
влечет |
за собой (4.6), |
|
является специальным случаем |
важной общей теоре |
||||
мы, известной под названием теоремы |
непрерывности |
||||
для преобразований |
Фурье—Стильтьеса. Эта теорема |
||||
может быть сформулирована следующим образом. |
|||||
Если ап (со) — последовательность |
функций распре |
||||
деления, такая, что |
для |
каждого |
действительного | |
||
-fco |
|
|
|
|
|
lim |
С |
dan (со) = с (£) |
(4.9) |
П->00 v
ис (|) непрерывна в точке | = 0, то существует един
ственная функция распределения н(со), такая, что
-fco |
|
|
^ |
da (со) = с (£) |
(4.10) |
— СО |
|
|
И |
|
(4.11) |
lim оп (со) = а (со) |
ТХ-ЮО
при каждом со, для которого а (со) непрерывна. Доказательство в дополнение к уже изложенным
идеям использует так называемый принцип выбора Хелли и ввиду некоторых технических трудностей не может быть здесь представлено. Поэтому мы про пустим его, но в то же время будем свободно исполь зовать теорему впоследствии.
70 |
|
ГЛАВА 3 |
ЗАДАЧИ |
|
|
1, 2, |
1. Пусть функции |
/„(/), |
. .. мы имеем |
. |
|
|
, |
|
|
1 |
+СО |
Jim |
( |
^ yhe В2/2 ^ . |
|
У 2л |
|
таковы, что при к —О,
О, к нечетно,
/с!
■)h/2f *
, к четно.
Ч )'
Доказать, |
что для |
каждого |
действительного | |
|
|
|
|
I |
|
|
|
lira |
\* И У п < ‘) Л = е -6 * /2 |
|
|
|
П -+ С Ю |
J |
|
и, следовательно, что выполняется (4.2). |
||||
2. |
Пусть |
{nm}— последовательность целых чисел, така |
||
что |
|
|
|
|
|
|
|
lim |
i5m±l= 0 o. |
|
|
|
771—VСО |
'« ’т о |
Доказать, |
что при |
* = |
0, 1, |
2, . .. |
lira |
( |
\ г 2 C°S lnnxt'^ C0S 23T/t^ + |
• • • + cos2nnmtN |
_ |
||
п~*со 0 |
V |
|
|/m |
|
) |
|
|
|
|
|
|
CO |
|
|
|
|
= |
* |
^ уЬе~у2/2 dy |
|
|
|
|
У 2я |
J |
|
|
и, следовательно, |
— OO |
|
||||
|
|
|
||||
lira p. { w i< /2 |
- coslntiit -^-coslnn^t Д- . . . + |
cos2я/гт г |
1 |
|||
V ’ |
------ -------- < <»2 Г = |
|||||
|
|
|
|
0)2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
- M |
~W2 dy. |
|
|
|
|
|
/ 2 я |
J |
|
|
|
|
|
|
m. |
|