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:
鞅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。
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。
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。
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。