考慮 T 為 stopping time,則 ET=?
注意到幾件事實:
1. 若 P(T=∞)>0,則 ET=∞
2. 若 P(T=∞)=0 且 n∑nP(T=n)<∞ 若且唯若 ET<∞
3. P(T<∞)=∑∞nP(T=n)
=================
Theorem: Wald's Equation
令 X1,X2,... 為 i.i.d. 且 E|Xi|<∞,令 Sn:=∑nmXm。若 N 為 stopping time 且 EN<∞ 則 ESN=EX1EN
=================
首先假設 Xi≥0,觀察
ESN=∞∑n=1E[Sn1N=n]=∞∑n=1E(n∑k=1Xk1N=n)由於 Xn≥0 故 利用 Fubini Theorem 我們可對調 summation 順序:
∞∑n=1n∑k=1EXk1N=n=∞∑k=1∞∑n=kEXk1N=n現在注意到 1{N≥k}=1{N≤k−1}c∈Fk−1 由於 Xk 為 independent,故 Xk⊥Fk−1 ,亦即可將其改寫為
∞∑k=1EXk1N≥k=∞∑k=1EXkE1N≥k⇒ESN=EX1∞∑k=1E1N≥k=EX1∞∑k=1P(N≥k) (∗)現在注意到
∞∑k=1P(N≥k)=P(N≥1)+P(N≥2)+P(N≥3)+...=[P(N=1)+P(N=2)+P(N=3)+...++P(N=2)+P(N=3)+...++P(N=3)+P(N=4)+...++...]=P(N=1)+2P(N=2)+3P(N=3)+...=∞∑k=1kP(N=k)=E[N]故 (∗) 可表為
ESN=EX1∞∑k=1P(N≥k)=EX1ET
谢谢!有用!
回覆刪除