Lecture 1. Introduction

1.1. Notations and Abbreviations

Standart families of distributions:

eq012 eq013
eq014 eq015
eq016 eq017
eq018 - indicator function.

Convergence:

Weak convergence: eq025, if for each eq009 such that eq026 is continuous in eq009,

eq027

Equivalent form:  eq025, if for each eq028 - bounded continuous,

eq029

I will write also: eq030. It means: eq031, eq007 and eq025.

eq032 is a copy of eq033 eq034 they have the same distribution eq034 eq035. In general, eq032 and eq033 may be defined on different probability spaces.

Coupling.

(a) Coupling of distribution functions (d.f.) or of probability measures.

For eq036 - d.f., their coupling is a construction of two r.v.'s eq037 and eq038 on a common probability space. The same - for more than two r.v.'s.

(b) Coupling of two random variables.

Let eq039 be defined on eq040 and eq041 be defined on eq042.

Their coupling: eq403 and eq044 on it: eq045, eq046.

1.2 Weak and "strong" convergence

Lemma 0. If eq025 ( all eq047 and eq048 are d.f. ), then eq049 a coupling of eq050 and eq048:

eq051

Proof. For a d.f. eq048, define eq052:

eq053

Put eq054 (0,1), eq055- eq056-algebra of Borel subsets in (0,1), eq004 - Lebesgue measure on (0,1). (?![0,1]?!)

Set eq057, eq058 eq059. Then eq060. (?[0,1]?)

Define eq061 and show eq019. Note: eq062

In order to avoid some technicalities, assume, for simplicity, that all d.f. are continuous. Put

eq063.

Then eq064, eq065.

Indeed,

eq066

Similarly,

eq067.

Since eq068 and eq069 (by definition), then it is sufficient to show that, for instance, eq070.

But both eq071 and eq072 are monotone!

And eq073 a.s., that is eq074 exists: eq075 a.s., eq076 a.s.

If eq077, then there exists point eq009:

eq078

But eq079 !

QDE

Problem No.1. Prove this lemma without the additional assumption that all d.f. are continuous.

NEXT SECTION: Uniform Integrability


File translated from TEX by TTH, version 1.58, Htex and with Natalia Chernova as the TeX2gif-convertor.