高等概率论逐页精讲

第 4 讲 · 21 页课件

乘积测度与独立性

Product Measure and Independence

两个概率空间怎样拼成一个联合空间(乘积 σ-代数与乘积测度),二重积分什么时候能拆成两次单重积分(Fubini–Tonelli),以及独立性的精确定义:联合分布等于边缘分布的乘积;最后看多元正态分布里「协方差为 0」为什么等价于独立。

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开篇

  1. 01 封面:乘积测度与独立性Product measure and independence 幻灯片 1/22 · 封面
  2. 02 目录:三个部分各回答什么问题Outline 幻灯片 2/22 · 目录
  3. 03 本讲目标:学完要会什么Through this topic, you should... 幻灯片 3/22 · 学习目标

第 1 部分 乘积测度Product measure

  1. 04 边缘分布相同,联合分布可以完全不同:(U,U) 与 (U,1−U)Joint information and marginal laws 幻灯片 4/22 · 例子
  2. 05 为什么要构造乘积空间:独立同分布从哪里来Introduction 幻灯片 5/22 · 讨论
  3. 06 乘积 σ-代数:由所有「可测矩形」生成Product measure: the product σ-algebra 幻灯片 6/22 · 定义
  4. 07 乘积测度定理与截口:矩形上取乘积,其余由唯一性决定Sets and slices 幻灯片 7/22 · 定理
  5. 08 截口的测度:二维测度 = 一维截口测度的积分(Fubini 的雏形)Introduction to Fubini's theorem 幻灯片 8/22 · 定理

第 2 部分 Fubini–Tonelli 定理Fubini–Tonelli's theorem

  1. 09 可测与可积:用 Fubini 之前要检查什么Fubini–Tonelli's theorem: measurable and integrable 幻灯片 9/22 · 讨论
  2. 10 Fubini 定理:绝对可积时,二重积分等于两种顺序的累次积分Fubini's theorem 幻灯片 10/22 · 定理
  3. 11 Fubini 定理的证明思路:示性函数 → 简单函数 → 非负函数 → 可积函数Main idea behind the proof 幻灯片 11/22 · 证明
  4. 12 Tonelli 定理:非负可测函数随便交换积分顺序Tonelli's theorem and the iterated integrals 幻灯片 12/22 · 定理
  5. 13 反例一:计数测度不是 σ-有限的,两种积分顺序给出 1 和 0Counter examples for Fubini's theorem: counting measure 幻灯片 13/22 · 例子
  6. 14 反例二:不绝对收敛的二重级数,先按行加得 1,先按列加得 0Counter examples for Fubini's theorem: a non-integrable double series 幻灯片 14/22 · 例子
  7. 15 Fubini 的应用:两个累次积分不相等的函数,以及矩公式的一行证明An application of Fubini's theorem 幻灯片 15/22 · 例子

第 3 部分 独立性Independence

  1. 16 两个事件、两个随机变量、两个 σ-代数的独立;柱集Independence of two events 幻灯片 16/22 · 定义
  2. 17 多个随机变量的独立:联合分布 = 乘积测度;无穷序列空间Independence of multiple events 幻灯片 17/22 · 定理
  3. 18 一族随机变量的独立;两两独立不等于相互独立Independence 幻灯片 18/22 · 定义
  4. 19 多元正态分布:由均值向量和协方差矩阵决定的「高维钟形曲线」Example: multivariate normal distribution 幻灯片 19/22 · 定义
  5. 20 二元情形:联合正态时,协方差为 0 等价于独立Example: Bivariate case 幻灯片 20/22 · 证明
  6. 21 多元情形:联合正态时,协方差全为 0 等价于相互独立Example: Multivariate case 幻灯片 21/22 · 证明