Probability

所有有界概率分佈都有確定的均值嗎?

  • December 26, 2019

在一個關於可能分佈沒有定義均值的必要條件的問題中,RM 發表了評論:

“採用柯西分佈並剪掉尾巴 - 甚至任意遠,例如加/減 xkcd 數 - 並且(一旦重新歸一化)你突然得到一些東西……(那個)……有一個定義的平均值”

這種說法不僅適用於“切碎的”柯西分佈,而且適用於所有有界概率分佈嗎?

請注意,您在問題中使用的*有界定義是非標準的。我會說你的發行版有緊湊的支持*。在任何情況下…

這是一個證明定義均值的積分存在的證據。

假設 $ X $ 是一個帶有截斷尾巴的隨機變量,就像您指定的那樣。拿 $ f $ 為密度函數 $ X $ (如果我們願意,我們可以使用 CDF 來代替,這將提供稍微更一般的證明)。然後根據你的假設,有一些間隔 $ [-A, A] $ 在這之外,函數 $ f $ 同樣為零。在這個區間內,密度函數是非負的,根據其通常的性質。

積分 $ \int_{-A}^{A} f(x) dx $ 存在且是有限的,它等於一。因此,我們可以綁定:

$$ \int_{-A}^{A} \left| x f(x) \right| dx \leq \int_{-A}^{A} A f(x) dx = A \int_{-A}^{A} f(x) dx \leq A $$

所以,函數 $ x f(x) $ 由可積函數支配 $ A f(x) $ 在區間 $ [-A, A] $ . 從支配收斂定理,立即得出 $ x f(x) $ 可積在 $ [-A, A] $ ,並且積分是有限的(由 $ A f(x) $ , 由 $ A $ )。

最後,由於 $ f $ 在指定間隔之外為零,我們觀察到這一點就足夠了:

$$ \int_{-A}^A x f(x) dx = \int_{-\infty}^{\infty} x f(x) dx $$

完成事情。

引用自:https://stats.stackexchange.com/questions/442265

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