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  • Loi forte des grands nombres

    Formulaire de report


    Hypothèses suboptimales

    Loi forte des grands nombres sous hypothèses suboptimales :
    • \((X_n)_{n\in\Bbb N}\) est une suite de v.a.i.i.d.
    • les \(X_i\) sont dans \(L^4\)

    $$\Huge\iff$$
    • \(\overline{X_n}\overset{ps}{\underset{n\to+\infty}\longrightarrow}{\Bbb E}[X_1]\)



    Questions de cours

    Démonstration de la loi forte des grands nombres.

    On suppose que les variables sont centrées.

    On développe l'espérance en somme.

    On repère quels termes sont nuls.

    On utilise Cauchy-Schwarz pour majorer la somme et montrer que la série

    L'espérance est finie, donc la v.a. Est ps finie.


    On conclut avec le Lemme de Borel-Cantelli.



    Hypothèses optimales

    Loi forte des grands nombres sous hypothèses optimales :
    • \((X_n)\) est une suite de v.a.i.i.d
    • les \(X_n\) sont \(\in L^1\) ou positives

    $$\Huge\iff$$
    • on a la Convergence presque sûre : $$\overline{X_n}\overset{ps}{\underset{n\to+\infty}\longrightarrow}{\Bbb E}[X_1]$$
    • on a aussi la convergence \(L^1\)


    START
    Ω Basique (+inversé optionnel)
    Recto: Que dire de la loi forte des grands nombres (hypothèses optimales) si les v.a. Sont positives au lieu de \(L^1\) ?
    Verso: Le résultat reste le même, en appliquant le théorème à \(X_n\land K\) et en faisant tendre \(K\to+\infty\).
    Bonus:
    Carte inversée ?:
    END
    Montrer que dans la loi forte des grands nombres (hypothèses optimales), on a la convergence \(L^1\) en plus de la convergence \(\overset{ps}\,\).

    On utilise l'Espérance conditionnelle \({\Bbb E}[X_1|X_n]\), qui est une fonction de \(S_n\) qui vérifie la propriété caractéristique.

    Puisque les \(X_i\) suivent la même loi, on peut montrer en passant par la propriété caractéristique qu'on peut changer l'indice dans l'espérance conditionnelle.

    La somme des \({\Bbb E}[X_k|S_n]\) est donc égale à \(n{\Bbb E}[X_1|S_n]\), ce qui nous donne \({\Bbb E}[X_1|S_n]=\frac{S_n}n\).



  • Rétroliens :
    • Loi faible des grands nombres
    • Théorème de Glivenko-Cantelli