证明:随机变量序列上确界为有限值,则其也是随机变量
首先需要明确一个概念:supremum(上确界)。对于一个集合 S,它的上确界是指 S 中所有元素的上界中最小的一个,用符号表示为 sup(S)。
接下来进行证明:
设 supn Xn = M,即 Xn ≤ M 对于所有的 n 都成立。
我们需要证明的是,M 也是一个随机变量。
根据随机变量的定义,对于任意一个实数 x,事件 {M ≤ x} 是一个事件,即 M 是一个随机变量,当且仅当对于每一个实数 x,事件 {M ≤ x} 都属于样本空间的 σ-代数。
考虑事件 {M ≤ x},它等价于事件 {supn Xn ≤ x}。根据上确界的定义,对于任意的 n,都有 Xn ≤ supn Xn = M,因此有:
{supn Xn ≤ x} ⊇ {Xn ≤ x},对于所有的 n
因此,事件 {supn Xn ≤ x} 是事件 {Xn ≤ x} 的超集,即:
{Xn ≤ x} ⊆ {supn Xn ≤ x}
因此,任意一个 Xn ≤ x 的事件都可以表示为 supn Xn ≤ x 的事件,即:
{Xn ≤ x} = {supn Xn ≤ x}
因此,对于任意实数 x,事件 {M ≤ x} 是样本空间的 σ-代数中的一个事件,因此 M 是一个随机变量。
综上所述,如果 supn Xn 有限,则它也是一个随机变量。
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