重对数律

更新时间:2022-03-31 21:10

概率论中,重对数律(LIL)用来描述一个随机游走的振幅。其最早为Aleksandr Y. Khinchin在1924年所叙述;之后Andrey N. Kolmogorov在1929年给出了另一个叙述。由于定理中出现了二重对数,故名。

内容

令是一列独立同分布的随机变量,其期望为0,方差为1;且记,那么:

其中“log”是自然对数,“lim sup”是上极限,“a.s.”是“几乎必然”。

讨论

重对数律在大数定律中心极限定理之间运行。 大数定律有两种描述 - 弱者和强者,它们都声明,以n-1为标准的总和Sn收敛到零,几乎可以肯定地:

另一方面,中心极限定理表示以因子n-½缩放的总和Sn在分布中收敛到标准正态分布。 通过Kolmogorov的零一定律,对于任何固定的M,事件发生是0或1,然后

因此:

一个相同的论证显示

这意味着这些数量几乎无法收敛。 事实上,他们甚至不能从平等的角度收敛

和随机变量

是独立的,并且两者收敛于分布。

重对数律提供了两种限制缩放因子:

因此,尽管数量小于概率接近一个的任何预定义的ε> 0,但是该数量将会无限次地从该间隔中退出,实际上将会几乎肯定地访问区间(-√2,√2)任何一点的社区。

概括

独立和相同分布(i.i.d.)随机变量之和的平均和有界增量的迭代对数(LIL)的定律可以追溯到20世纪20年代的Khinchin和Kolmogorov。

从那时起,对于各种依赖结构和随机过程,LIL已经有大量的工作。以下是一些显着发展的小样本。

哈特曼 - 温特纳(Hartman-Wintner,1940)将LIL推广到具有零均值和有限方差的增量的随机游走。

Strassen(1964)从不变性原理的角度研究了LIL。

Stout(1970)将LIL推广到固定的遍历mart。

de Acosta(1983)给出了Hartman-Wintner版本的LIL的简单证明。

维特曼(Wittmann,1985)将哈特曼 - 温特纳版本的LIL概括为满足更温和条件的随机游走。

Vovk(1987)导出了一个LIL的版本,对于单个混沌序列(Kolmogorov随机序列)有效。这是值得注意的,因为它在经典概率论之外。

对于伪随机性

王永贵已经表明,重对数律也适用于多项式时间伪随机序列,此外用于伪随机生成的基于Java的软件测试工具统计测试技术可用于测试随机发生器是否输出满足LIL的序列。

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