Wiskunde · Begrippenlijst

Wat is Limes superior van gebeurtenissen?

Definitie 21.23 Universitaire wiskunde — Bachelor jaar 2 · Hoofdstuk 21 — Kansrekening op aftelbare ruimten

Voor een rij (An)(A_n) gebeurtenissen is de gebeurtenis

lim supnAn=N=0 nNAn={ωΩ:ωAn voor oneindig veel n}\limsup_n A_n = \bigcap_{N=0}^{\infty}\ \bigcup_{n \geq N} A_n = \{\omega \in \Omega : \omega \in A_n \text{ voor oneindig veel } n\}

de gebeurtenisAnA_n treedt oneindig vaak op”.

Voorbeelden

Voorbeeld 21.24 (“Oneindig vaak” en “uiteindelijk” vertaald)

Het complement van lim supnAn\limsup_nA_n is volgens de Morgan

(NnNAn) ⁣c=NnNAnc={ω:ωAn voor alle grote n},\Bigl(\bigcap_N\bigcup_{n\geq N}A_n\Bigr)^{\!c} = \bigcup_N\bigcap_{n\geq N}A_n^c = \{\omega : \omega \notin A_n \text{ voor alle grote }n\},

de gebeurtenisuiteindelijk faalt AnA_n” (geschreven lim infnAnc\liminf_nA_n^c). Dus zijn “AnA_n oneindig vaak” en “AncA_n^c uiteindelijk” complementair — dit woordenboek recht houden voorkomt de meeste ongelukken met kwantoren. Voorbeeldvertalingen voor het muntwerpen: “oneindig veel kop” is lim sup{Xn=H}\limsup\{X_n = H\}; “slechts eindig veel reeksen van 100100 maal kop” is het complement van een limsup; “de lopende frequentie convergeert naar 12\frac12” is jNnN{p^n12<1j}\bigcap_j\bigcup_N\bigcap_{n\geq N}\{\abs{\widehat p_n - \tfrac12} < \tfrac1j\} — overal aftelbare bewerkingen, zodat dit alle eerlijke gebeurtenissen zijn.

Voorbeeld 21.26 (Oneindige reeksen kop)

Werp eeuwig met een eerlijke munt, en zij AnA_n de gebeurtenis “de worpen n,n+1,,n+k1n, n+1, \dots, n + k - 1 zijn alle kop” (een reeks van kk maal kop die op tijdstip nn begint), voor vaste kk. De gebeurtenissen AjkA_{jk} (j=1,2,j = 1, 2, \dots), die van disjuncte blokken worpen afhangen, zijn onafhankelijk, elk met kans 2k2^{-k}, en j2k=\sum_j 2^{-k} = \infty: volgens Borel–Cantelli 2 zijn met kans 11 oneindig veel blokken volledig kop — elk vast patroon keert bijna zeker oneindig vaak terug. Laten wij omgekeerd de lengte van de reeks groeien, dan heeft Bn=B_n = {}“een reeks van 2log2n2\log_2 n maal kop begint in nn” de kans P(Bn)=n2\P(B_n) = n^{-2}, sommeerbaar, dus beginnen er bijna zeker slechts eindig veel van zulke lange reeksen: Borel–Cantelli ijkt precies hoe lang de langste reeksen zijn.

Lees in het hoofdstuk →