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  • Loi du tout ou rien de Kolmogorov

    Formulaire de report


    Loi du tout ou rien de Kolmogorov :
    • \((X_n)_{n\in\Bbb N}\) est une suite de Variables aléatoires indépendantes
    • pour \(n\in{\Bbb N}\), on note \({\mathcal B}_n=\sigma(X_k,k\geqslant n)\)
    • on note \({\mathcal B}_\infty=\bigcap^{+\infty}_{n=0}{\mathcal B}_k\)

    $$\Huge\iff$$
    • \({\mathcal B}_\infty\) est \({\Bbb P}\)-grossière, i.e. $$\forall A\in{\mathcal B}_\infty,\quad{\Bbb P}(A)\in\{0,1\}$$


    Démonstration de la loi du tout ou rien de Kolmogorov :

    Si on note \(\mathcal D_n\) la tribu engendrée par les v.a. Précédant \(X_n\), alors elle est indépendante avec \({\mathcal B}_{n+1}\) via un regroupement par paquets.

    Par décroissance, \(\mathcal D_n\) est également indépendante de \({\mathcal B}_\infty\).

    C'est vrai pour tout rang \(n\), donc également pour la tribu engendrée par l'union des \(\mathcal D_n\).

    \({\mathcal B}_0\) et \({\mathcal B}_\infty\) sont donc indépendantes.

    On conclut en disant que \({\mathcal B}_\infty\subset{\mathcal B}_0\), et donc qu'elle est indépendante d'elle-même.



    Questions de cours

    START
    Ω Basique (+inversé optionnel)
    Recto: Comment se comportent les v.a. \({\mathcal B}_\infty\)-mesurables à valeur dans \([-\infty,+\infty]\) ?
    Verso:

    Bonus: Fonction de répartition Carte inversée ?:
    END
    Démontrer :

    On peut virer les premiers termes, ce qui fait que \(Z\) est \({\mathcal B}_k\)-mesurable.

    C'est vrai \(\forall k\), donc \(Z\) est \({\mathcal B}_\infty\)-mesurable \(\to\) par la Loi du tout ou rien de Kolmogorov, elle est donc \({\Bbb P}\)-grossière, et donc constante ps.


    Démontrer le théorème :

    \(\{\sup_n S_n=+\infty\}\in{\mathcal B}_k\) pour tout cas, donc \(\in{\mathcal B}_\infty\).

    On montre via le Lemme de Borel-Cantelli que le \(\sup\) et l'\(\inf\) de \(S_n\) ne sont pas bornés, en disant qu'une suite de \(j\) gains/pertes arrivent une infinité de fois, pour tout \(j\).

    On peut passer à l'union sur \(p\), ce qui nous dit que la proba que \({\Bbb P}(\inf_nS_n=-\infty)+{\Bbb P}(\sup_nS_n=+\infty)=1\)

    Par symétrie, les deux probas sont égales, et sont \(\geqslant\frac12\) (car au moins l'une d'entre elles l'est) \(\to\) on conclut via la Loi du tout ou rien de Kolmogorov.



  • Rétroliens :
    • Loi du tout ou rien de Kolmogorov