Файл: Липцер Р.Ш. Статистика случайных процессов. Нелинейная фильтрация и смежные вопросы.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 324
Скачиваний: 0
330 |
АБСОЛЮТНАЯ |
НЕПРЕРЫВНОСТЬ МЕР |
[ГЛ. 7 |
|
|||
|
Ясно, что для данного / l e f j |
|
|
|
0 ( Л) = |
J Q(A\ co)P(rfto). |
(7.156) |
Если Ѳ и I являются случайными величинами, принима ющими лишь дискретные значения, и М | g (Ѳ) | < оо, то при отыскании условных математических ожиданий M[g-(0) ||] ос новным орудием является формула Байеса
|
2 е ( а д Р (І I а{) Р (ай |
|
|
M [g(0)||] |
І |
(7.157) |
|
2 Р (£ I “г) р (а>) |
|||
|
|
||
|
І |
|
|
где р (ЬI а) = Р {£ = 6 IѲ= |
а}, Р (а) — Р (Ѳ = а). |
|
Для случая, когда Ѳ и | являются случайными величинами, у которых функции распределения имеют плотности, формула Байеса принимает следующий вид:
оо
|
|
J е ( а ) р ( 1 \ а ) р (а) da |
|
М [£(0)||] = |
- - = ^ ----------------------, |
(7.158) |
|
|
|
j Р ( І I а) Р (а) da |
|
где р(Ь\а) = |
19 ~ а) , р (а) = dP (Ѳ < a)/da. |
|
|
В дальнейшем |
нам |
неоднократно придется |
иметь дело |
с абстрактным вариантом формулы Байеса, обобщающим формулы (7.157), (7.158).
Пусть Ѳ= Ѳ(со), |
g = |
g(co)— случайные |
элементы со значени |
||
ями в (Ѳ, Л0), (J, |
38^ |
и М I |
§ (Ѳ) I < оо. |
Положим для |
|
G (Л) = |
J g (Ѳ (ö)) Q (Л; ö) P (dö). |
(7Л59) |
|||
|
|
Q |
|
|
|
Л е м м а 7.3. 1) |
Функция |
G = G (Л), |
Л е ^ |
5, определенная |
в (7.159), является обобщенной мерой (счетно-аддитивной функ
цией |
множеств А е |
S T |
принимающей, |
быть может, |
значения |
разных знаков). |
|
|
|
|
|
2) |
Обобщенная |
мера |
G абсолютно непрерывна по мере Q: |
||
G < |
Q. |
|
|
|
|
3) |
Имеет место, формула (Байеса) |
|
|
||
|
М [g (Ѳ)I ЗГg] (ш) = |
(со). |
(7.160) |
332 |
АБСОЛЮТНАЯ |
НЕПРЕРЫВНОСТЬ |
МЕР |
|
[ГЛ. 7 |
|||
|
|
|
||||||
Далее, пусть Л0= |со: -^-(со) = |
о |. Тогда, поскольку Л0е |
|||||||
то |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р (До) = Q (Л0) = |
- (со) |
(со) = 0. |
|
|
|||
Следовательно, -^-(со) > 0 (Р-п. н.). |
|
|
|
|
||||
Для доказательства (7.167) заметим, |
что поскольку G < Q, |
|||||||
G < |
А, Q < К, то |
dG |
dG |
dQ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
dX |
dQ |
dX |
|
|
|
|
Ho |
> 0 (Р-п. H.), поэтому |
|
|
|
|
|
||
|
|
dG , . |
dG , |
, / |
c/Q , . |
|
|
|
|
|
■ Ж ^ - Ч х ^ У ч х ^ ' |
|
|
||||
что |
вместе с (7.160), (7.164), (7.165) |
доказывает искомое |
пред |
|||||
ставление (7.167). |
|
|
|
g = g ( l , Ѳ) такова, |
|
|||
З а м е ч а н и е |
1. Если |
функция |
что |
|||||
М| g ( l , Ѳ) |< оо, то |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
I |
S (I (со), Ѳ(й)) |
q (со, й) Р (d&) |
|
|
||
|
M[g(g, 0)1 |
в] (<о) = —-------- ---------------------------- . |
(7.168) |
|||||
|
|
|
|
q (со, й) Р (dй) |
|
|
||
|
|
|
|
Q |
|
|
|
|
Действительно, |
если функция |
g(g, Ѳ) |
представима |
в |
виде |
|||
|
|
8 (£» Ѳ) = |
2 Фа ( I) g k (Ѳ), |
|
|
|||
|
|
|
fe=i |
|
|
|
|
|
то формула (7.168) следует непосредственно из (7.167). Оче видным предельным переходом (7.168) распространяется и на
произвольные (измеримые) функции g (Ѳ, g) с М lg(l. Ѳ)|< сх>. |
|
З а м е ч а н и е 2. Обозначив |
|
р(со, ö)= |
д (со, й) |
|
|
|
q (со, й) Р (d&) |
|
Q |
получаем для формулы Байеса (7.168) следующее удобное пред |
||
ставление: |
J |
|
м [g (I, Ѳ)I V %\ H = \ g |
(g (со), Ѳ(со)) p (со, Ö) P (d&). |
(7.169) |
2. Рассмотрим подробнее структуру формулы Байеса (7.169) для того случая, когда g является процессом Ито.
§ 9] |
АБСТРАКТНЫЙ ВАРИАНТ ФОРМУЛЫ БАЙЕСА |
333 |
|
|
|
||
Будем предполагать заданным вероятностное пространство |
|||
(Q, |
Р) с выделенным на |
нем семейством сг-подалгебр |
|
t ^ T . |
Пусть W = (Wt (со), |
t) — винеровский процесс и а == |
= (аДсо), STt) — некоторый не зависящий от него процесс, траек
тории |
которого |
a = |
(at), O ^ t ^ T , |
принадлежат |
измеримому |
||||||||||||
пространству (Ar, &ат). |
|
|
|
|
|
|
|
|
l — |
|
|||||||
|
Рассмотрим |
непрерывный |
случайный |
процесс |
|
||||||||||||
|
|
имеющий дифференциал |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
dlt = |
A{t, а, \)dt + B{t, l)dWt, |
|о = |
0. |
(7.170) |
|||||||||||
|
Будем считать выполненными следующие условия: |
|
|
||||||||||||||
|
A. Случайный процесс l — |
(со)), |
|
|
|
является силь |
|||||||||||
ным (т. е. |
^-измеримым) |
решением |
уравнения |
(7.170). |
|
||||||||||||
|
B. |
Функционалы |
A(t, а, х), |
B ( t,x ) являются неупреждаю |
|||||||||||||
щими, |
и для |
каждых |
a e A f |
и і е С г ((Сг, 3!т) — измеримое |
|||||||||||||
пространство непрерывных на [0, Г] |
функций x = |
(xt), O ^ t ^ T ) |
|||||||||||||||
|
|
т |
|
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
1 1 А (t, а, |
х) [dt |
< |
оо, |
J |
В2 (t, |
х) dt < |
оо. |
(7.171) |
|||||||
|
|
о |
|
|
и X из Сг |
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
C. Для любых X |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
\ B ( t , x ) ~ B ( t , x ) \ 2^ L |
i j \ x s - x |
s ?dK(s) + L2\xt - x |
t \\ |
(7.172) |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B2(t, x X L , |
j ( \ + x $dK(s) + L2( \ + x 2), |
|
(7.173) |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B2(t, x ) > C > 0 , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(7.174) |
|||||
где |
K(t) — неубывающая |
непрерывная |
справа |
функция, |
O ^ |
||||||||||||
|
|
а C, Lx, |
L2— константы. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
D. |
Р И |
A2 (f, a, |
l ) d t < |
|
= P ^ J A2(if, a, ti) dt < |
oo j |
= 1, |
|||||||||
где |
Ц = (%, |
|
— сильное |
решение |
уравнения |
|
|
(7.175) |
|||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
d4t = B(t,4)dWt, |
|
% = |
0, |
|
|
(7.176) |
|||||||
существующее в силу теоремы 4.6 и предположения С. |
|
||||||||||||||||
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
T |
|
|
|
|
|
|
|
|
Е. |
J Ml A (t, а, I) Idt < |
оо, |
P |
оJ |
Ä2(t, l ) d t < |
oo |
= 1 |
|
||||||||
где |
A(t,оD = |
M[A(*,a, |
1)1 ^| J . |
|
|
|
|
|
|
(7.177) |
334 Обозначим |
АБСОЛЮТНАЯ |
НЕПРЕРЫВНОСТЬ |
МЕР |
(ГЛ. 7 |
||||||||
р^, |
и ра |
|
меры, |
отвечающие введенным про |
||||||||
цессам |
т] и а. Пусть |
также |
ра ? — распределение вероятно |
|||||||||
стей в пространстве (АтX Сг, |
$ \ тX &т), |
индуцированное па |
||||||||||
рой процессов (а, |), |
и ра X |
|
— декартово произведение мер ра |
|||||||||
и ц6. |
|
|
Пусть |
gT(a,£)— |
|
^-измеримый |
функ |
|||||
Т е о р е м а |
7.23. |
|
||||||||||
ционал |
с МI gT (а, I) I < |
оо. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Тогда, если процессы а и W независимы и выполнены |
||||||||||||
условия |
А — Е, |
то Р-п. н. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
М [gT{а, |)| ЗГS] — J gT (а, £)рг (а, і) ^ М а)> |
(7-178) |
|||||||||
где |
|
|
|
|
|
dV-a, \ |
|
|
|
|
||
|
|
рг (а, х) |
■ |
|
|
|
(7.179) |
|||||
при этом (Р-п. н.) |
|
а 1»а><Ы {а’ Х)! dZ (Х)' |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Рг (а. £) == |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
= |
е х р { / Л (/, а, I ) |
—Л (t, I) |
dWf |
1 Г |
[А И а, I) - л а і ) ] » |
dt |
||||||
|
|
|
В И I) |
|
|
|
|
|
|
в 2 (t, I) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(7.180) |
где |
функционал А — (А (t, |
х), &t+), |
0 |
t ^ |
Т, такое, что Р-п. н. |
|||||||
для |
почти всех |
0 ^ |
t ^ |
Т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Л (/,|) = |
|
М [ Л (* ,а ,|)|^ |], |
(7.181) |
||||||
и W — iyPt, @~\) — винеровский |
процесс |
с |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
(7Л82)
о
Для доказательства представления (7.178), которое, по существу, если не что иное, как другая форма записи фор мулы Байеса (7.169) (с заменой интегрирования по простран ству элементарных исходов интегрированием в функциональном пространстве), понадобится ряд вспомогательных утверждений.
3.Согласно предположению А непрерывный случайный
процесс '£ — (If), |
0 < Х ^ 7 У |
является.сильным решением урав |
|||||
нения |
(7.170). |
Пусть t фиксировано. Поскольку при |
фиксиро |
||||
ванном |
t величина %t является |
^-измеримой, |
то |
найдется |
|||
(при данном |
/) |
измеримый |
функционал Qt {a, х) |
такой, что |
|||
Р-п. н. |
|
|
It (®) — Q/ (а (со), W (со)). |
|
(7.183) |
||
|
|
|
|