下鞅

更新时间:2023-05-03 21:36

{Xn,n≥0}与{Yn,n≥0}是随机过程,如果满足下列条件:

基本介绍

可以用于研究公平赌博(公平博弈),然而,现实生活中的博弈很多时候都是非公平的,此时,就需要借助上、下鞅的理论,上、下鞅可以解决非公平博弈问题。

定义1 与 是随机过程,如果满足下列条件:

(1)

(2)

(3) 是 的函数。

则称 关于 是一个上鞅。

定义2 与 是随机过程,如果满足下列条件:

(1)

(2)

(3) 是 的函数。

则称 关于 是一个下鞅。

下鞅的性质及证明

定理 如果 , 关于 是上(下)鞅, 则 关于 是上(下)鞅。

证明:若,关于是上鞅,则:

进而

即关于是上鞅。

同理,可证关于是下鞅。

Jensen不等式与下鞅的构造

先介绍Jensen不等式,设为一凸函数,即对有

其推广结果为:对

因此,。

同理,。

将X换成Xn+1,然后利用下鞅的性质可得下面的定理。

定理1 如果关于是鞅,为一凸函数,且对,则关于是下鞅。

推论1 如果关于是鞅,对,则,关于是下鞅。

由于绝对值函数和平方函数为凸函数,因此可用任意凸函数构造下鞅。

推论2 如果关于是鞅,对,则关于是下鞅。

注意: 函数是关于x的凸函数(convex function),其中a>0,x≥0.

对任意的非负随机变量X,利用Jensen不等式,于是有

当然,此函数也可用于下鞅的讨论。

鞅分解定理

定理 对于任意一个关于的下鞅,必存在过程与,使得:

(1)关于是鞅;

(2)是的函数(n≥2),且;

(3)。

且上述分解是唯一的。

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