概率空间中的柯西不等式

概率空间中的柯西不等式|a||b|>=|a*b|

注:证明方法可能有误,如果您有任何建议请评论

对 于 两 个 随 机 变 量 X , Y , 若 E ( X 2 ) , E ( Y 2 ) 存 在 , 则 [ E ( X Y ) ] 2 ≤ E ( X 2 ) E ( Y 2 ) 对于两个随机变量X,Y,若E(X^2),E(Y^2)存在,\\则[E(XY)]^2\leq E(X^2)E(Y^2) XYE(X2),E(Y2)[E(XY)]2E(X2)E(Y2)
P ( X = k Y ) = 1 , 时 取 等 号 P(X=kY)=1,时取等号 P(X=kY)=1
证明:

E ( ( t X + Y ) 2 ) ≥ 0 恒 成 立 = E ( ( t 2 X 2 + 2 t X Y + Y 2 ) ) = E ( t 2 X 2 ) + 2 t E ( X Y ) + E ( Y 2 ) = t 2 E ( X 2 ) + 2 t E ( X Y ) + E ( Y 2 ) E((tX+Y)^2)\geq 0恒成立\\=E((t^2X^2+2tXY+Y^2))\\=E(t^2X^2)+2tE(XY)+E(Y^2)\\=t^2E(X^2)+2tE(XY)+E(Y^2) E((tX+Y)2)0=E((t2X2+2tXY+Y2))=E(t2X2)+2tE(XY)+E(Y2)=t2E(X2)+2tE(XY)+E(Y2)
则二次函数的判别式 b 2 − 4 a c ≤ 0 b^2-4ac\leq0 b24ac0知原式成立

证明;参考

E ( x ) = ∫ − ∞ + ∞ x f ( x ) d x E(x)= \int_{-\infin }^{+ \infin }xf(x)dx E(x)=+xf(x)dx
E ( y ) = ∫ − ∞ + ∞ y f ( y ) d x E(y)= \int_{-\infin }^{+ \infin }yf(y)dx E(y)=+yf(y)dx

在这里插入图片描述

对称性(共轭对称性):

E ( x y ) = ∫ − ∞ + ∞ ∫ − ∞ + ∞ x y f ( x , y ) d x d y E(xy)= \int_{-\infin }^{+ \infin } \int_{-\infin }^{+ \infin }xyf(x,y)dxdy E(xy)=++xyf(x,y)dxdy

x与y相当于格林函数冲击后的无穷维的向量

假设只有整数点的概率不为零,以x*y=6维例

在这里插入图片描述

泛函,实际上随机变量X、Y的线性组合构成了一个线性空间,而(X,Y)=E(XY)定义了一个内积,用内积空间的性质就知道了。

∣ a b ∣ = E ( x y ) = ∫ − ∞ + ∞ ∫ − ∞ + ∞ x y f ( x , y ) d x d y |ab|=E(xy)= \int_{-\infin }^{+ \infin } \int_{-\infin }^{+ \infin }xyf(x,y)dxdy ab=E(xy)=++xyf(x,y)dxdy
∣ a a ∣ = E ( x x ) = ∫ − ∞ + ∞ ∫ − ∞ + ∞ x x f ( x , x ) d x d x |aa|=E(xx)= \int_{-\infin }^{+ \infin } \int_{-\infin }^{+ \infin }xxf(x,x)dxdx aa=E(xx)=++xxf(x,x)dxdx
∣ b b ∣ = E ( y y ) = ∫ − ∞ + ∞ ∫ − ∞ + ∞ y y f ( y , y ) d y d y |bb|=E(yy)= \int_{-\infin }^{+ \infin } \int_{-\infin }^{+ \infin }yyf(y,y)dydy bb=E(yy)=++yyf(y,y)dydy

写成积分的,再用积分的许瓦兹不等式

注:证明方法可能有误,如果您有任何建议请评论