Probability Theory

Distribution

2022. 3. 3.1 min read

Distributions

이전 게시글에서는 random elements에 대해 다루었으며, 확률분포distribution가 어떻게 새로운 측도로 정의되는지 살펴보았다. 이번에는 random elements의 분포와 분포 함수 및 수리통계학에서 다룬 기댓값, 적률 등을 살펴보고자 한다.

Finite-dimensional distribution

XX를 어떤 finite index set T={t1,…,tn}T=\lbrace t_1,\ldots,t_n\rbrace 에서 정의되는 random process라고 하자. 이에 관한 finite-dimensional distributions은 다음과 같이 주어진다.

μt1,…,tn=P∘(Xt1,…,Xtn)−1,    t1,…,tn∈T,n∈N \mu_{t_1,\ldots,t_n}=P\circ(X_{t_1},\ldots,X_{t_n})^{-1}, \;\;t_1,\ldots,t_n\in T,n\in \mathbb N

이때 유한차원분포에 대해 다음 명제가 성립한다.

Prop 2.2

Measurable space (S,S)(S,\mathcal{S}) 와 index set TT, U⊂STU\subset S^T 를 고정하자. X,YX,Y가 UU에서의 path를 갖는 TT에서의 random process 라고 두면, X,YX,Y 가 동일한 분포(X=dYX\stackrel{d}{=}Y​)를 갖는 필요충분조건은

(Xt1,…,Xtn)=d(Yt1,…,Ytn),      t1,…,tn∈T,n∈N(1) (X_{t_1},\ldots,X_{t_n})\stackrel{d}{=}(Y_{t_1},\ldots,Y_{t_n}),\;\;\; t_1,\ldots,t_n\in T,n\in\mathbb N\tag{1}

이다.

증명. 조건 (1)을 가정하자. P{X∈A}=P{Y∈A}P\lbrace X\in A\rbrace =P\lbrace Y\in A\rbrace 가 성립하는 집합 A∈STA\in S^T들의 모임을 D\mathcal{D}라고 하자. 그리고

A={f∈ST:(ft1,…,ftn)∈B},t1,…,tn∈T,B∈Sn,n∈N A=\lbrace f\in S^T:(f_{t_1},\ldots,f_{t_n})\in B\rbrace , \\ t_1,\ldots,t_n\in T, B\in \mathcal{S}^n,n\in\mathbb N

로 정의되는 모든 집합 AA들의 모임을 C\mathcal{C} 라고 하자. 그러면 C\mathcal C는 π\pi-system이고, D\mathcal{D}는 λ\lambda-system이다.

References

  • Foundations of Modern Probability, O.Kallenberg