馬爾科夫不等式如何證明?

時間 2021-06-08 10:11:53

1樓:xf3227

知道的有兩種證明,畫圖「證明」和用指示函式(隨機變數)。這裡我來說明一下用指示函式證明。

根據馬爾科夫不等式的條件, 是乙個非負的隨機變數,即

令事件或者縮寫作

指示函式 當 , 當

第一步,首先證明

證明:i. 當 ,則 ,又因 ,所以

ii. 當 ,則 ,又根據事件 的定義,我們有 ,即

結合以上兩種情況,可知

第二步,證明馬爾科夫不等式

證明:根據第一步證明,我們有 ,同樣,不等式兩邊的期望也滿足該不等式,即

然後,觀察不等式左邊,我們有

所以,即,

得證。純看證明容易迷失,可其實上,馬爾可夫不等式說的是一件很顯然的事情。比方說吧,小明打靶 100 槍,積分 500,即平均 5 環。

但是小明說呢:其中 70%,也就是 70 槍都是 8 環朝上。咱用屁股想想都知道 70 乘以 8 就是 560 分了,已經高出 500 了!

而且打靶成績又不可能出現負分(這裡對應非負隨機數),所以他鐵定是扯淡了。

換言之,把小明的例子套到定理裡:小明 8 環朝上的概率,小於等於期望 5 環除以 8 環,即 62.5%。

不等式取等號的時候,小明不光要保證以 62.5% 的概率剛好打在 8 環,還要保證剩餘的 37.5% 全部脫靶得零分 XD。

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