2
$\开始组$

我有两个离散的(积分值)随机变量$A,B$,分别是$1\leA\len$和$1\leB$。耦合是$A,B$与边际分布$A,B$的联合分布。我知道有几种方法可以耦合任意两个变量,但我对$a、B$的耦合$(a',B')$(如果存在这样的耦合)进行了限制,方法是强制一些条目为0:$$P(a'=I,B'=j)=0\text{when}\frac{I}{\gcd(I,j)}\text{iscomposite}.$$。

如果$A和B$都有有限的范围,计算机将能够检查这种耦合的存在。当我们要求耦合中的某些概率为零时,有没有关于如何耦合离散变量(其中至少一个具有无限范围)的文献?

$\端组$

1答案1

重置为默认值
5
$\开始组$

我认为霍尔婚姻定理将为耦合的存在提供必要和充分的条件:如果$i/\gcd(i,j)$是质数或$i=j$,则写入$i\sim j$。定义函数:\开始{align*}a \冒号\数学P(B)\到\数学P(a);&\四元组a(T)=\{i\在a\colon\中存在于T\text{中,带有}i\simj\}\text{;和}\\b\colon\mathcal P(A)\to\mathcall P(b);&\四元b(S)=\{j\在b\colon\中存在i\在S\text{中,带有}i\simj\}。\结束{align*}有两个等价的充要条件。

  • 对于每个$S\subseteq\{1,\ldots,n\}$,您需要$\mathbb P(B\in B(S))\ge\mathbb-P(A\in S)$;
  • 对于每个$T\subsetq\mathbb N$,您需要$\mathbbP(A\in A(T))\ge\mathbb-P(B\in T)$。

    注意:在您的情况下,当然检查第一个条件要容易得多,因为要检查的$s$数量有限。

    编辑(基于评论中的问题)

    你问,鉴于$B$取无限集的值,霍尔婚姻定理是否适用。我想严格的答案是否定的,但这个定理的一个扩展确实适用。一个非常有用的事实是,一对离散随机变量的耦合集合形成了一个紧集(事实上,结果比这个更一般),其中一对耦合之间的距离正好是$(i,j)$概率差的绝对值之和。

    首先,让我们证明条件是必要的。假设有一个耦合满足您的条件。这意味着$\mathbb P(B\in B(A))=1$。现在我们有$\mathbb P(B\in B(S))\ge\mathbbP(A\in S,B\in B(S),=\mathbb-P(A\ in S)$。类似地,$\mathbb P(A(T)中的A)\ge\mathbb P(A在A(T)中,B在T中)=mathbb P(B在T)$。

    我们将使用紧性来表示充分性。让$\epsilon>0$。然后存在一个$M$,使得$\mathbb P(B\in B(S)\cap\{1,\ldots,M\})\ge(1-\epsilon)\mathbbP(A\in S)$适用于$\{1的有限多个子集$S$中的每一个子集。霍尔定理给出了一个子耦合:${1,\ldots,n\}\times\{1,\tdots,M\}$上的一个测度,其中第$i$行的总和至少为满足约束的$(1-\epsilon)\mathbb P(a=i)$。然后,我们可以使用紧致性来取一个极限,这将是一个真正的耦合(因为每一行的总和都是正确的)。

    如果满足另一个条件,则${1、\ldots、M\}$的每个子集$T$都有$\mathbb P(A(T)中的A)\ge\mathbbP(B(T)$。这允许您在$\{1,\ldot,n\}\times\{1、\ldots,M\}$上构造一个子耦合,其中每个列的总和为$\mathbb P(B=j)$。再次对这些进行限制,您将获得真正的耦合。

  • $\端组$
    1
    • $\开始组$ 当其中一个集合无限时,霍尔婚姻定理成立吗? $\端组$
      – 替代者
      评论 2017年10月27日22:11

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