¿Cómo demostraría que un evento "eventualmente sucede"? Realizarías un experimento mental con un oponente hipotético. Tu oponente puede desafiarte con cualquier número positivo . Si puede encontrar una n (que probablemente depende de p ) para la cual la probabilidad de que ocurra el evento en el tiempo n es al menos 1 - p , entonces gana.pnpn1−p
En el ejemplo, " " es una notación engañosa porque la usa tanto para referirse a un estado de una caminata aleatoria como a toda la caminata aleatoria misma. Cuidemos de reconocer la distinción. "Alcanza 1 eventualmente" se refiere a un subconjunto S del conjunto de todas las caminatas aleatorias Ω . Cada caminata S ∈ Ω tiene infinitos pasos. El valor de S en el tiempo n es S n . " S alcanza 1 en el tiempo n " se refiere al subconjunto de Ω de caminatas que han alcanzado el estado 1Sn1SΩS∈ ΩSnorteSnorteS1norteΩ1por el tiempo . Rigurosamente, es el conjuntonorte
Ω1 , n= { S∈ Ohmio | S1= 1 o S2= 1 o ⋯ o Snorte=1}.
En su respuesta al oponente imaginario, está exhibiendo algunos con la propiedad queΩ1,n
Pξ(Ω1,n)≥1−p.
Como es arbitrario, tiene disponibles todos los elementos del conjunton
Ω1,∞=⋃n=1∞Ω1,n.
(Recuerde que si y solo si existe un n finito para el cual S ∈ Ω 1 , n , por lo que no hay números infinitos involucrados en esta unión).S∈⋃∞n=1Ω1,n nS∈Ω1,n
Tu habilidad para ganar el juego muestra que esta unión tiene una probabilidad que excede todos los valores de la forma , sin importar cuán pequeño pueda ser p > 0 . En consecuencia, esa probabilidad es al menos 1, y por lo tanto igual a 1 . Habrás demostrado, entonces, que1−pp>011
Pξ(Ω1,∞)=1.
Una manera simple de apreciar la distinción entre "suceder eventualmente" y tener un tiempo de primer paso infinito esperado es contemplar una situación más simple. Para cualquier número natural, sea ω ( n ) la secuencianω(n)
ω(n)=(0,0,…,0n,1,1,…)
en el que ceros son seguidos por una cadena interminable de unos. En otras palabras, estas son las caminatas que permanecen en el origen y en algún momento (finito) pasan al punto 1 , y luego permanecen allí para siempre.n1
Sea el conjunto de todos estos ω ( n ) , n = 0 , 1 , 2 , ... con el discreto álgebra sigma. Asignar una medida de probabilidad a través deΩω(n),n=0,1,2,…
P(ω(n))=1n+1−1n+2=1(n+1)(n+2).
Esto fue diseñado para hacer que la posibilidad de saltar a para el tiempo n sea igual a 1 - 1 / ( n + 1 ) , que obviamente se acerca de manera arbitraria a 1 . Ganarás el juego. El salto finalmente ocurre y cuando lo hace, será en algún momento finito. Sin embargo, el tiempo esperado cuando ocurre es la suma de la función de supervivencia (que da la posibilidad de no haber saltado en el tiempo n ),1 n1−1/(n+1)1n
E(τ)=11+12+13+⋯,
que diverge Esto se debe a que se da una probabilidad relativamente grande de esperar mucho tiempo antes de saltar.