請問1 n(無窮小量)(n趨近於 )和0到底是什麼關係?

時間 2021-06-02 01:37:29

1樓:王箏

因為題主的描述非常含糊,我首先重新敘述一下問題吧。考慮正整數上的概率 :在1到n上每個點概率是1/n,剩下的是0,所以全空間概率是1。

那麼固定乙個自然數來看,他的概率是趨於零的,但是全空間概率是1,根據可數可加性,無窮多個0的和是1。這是怎麼回事?

題主寫了一些自己的想法,但是主要的問題是極限誤用。從一開始題主都是在用數列的極限思考問題的,比如什麼「無窮多個無窮小的和未必是無窮小」,這都是數列極限裡的結果。但是這裡你必須考慮一列概率的極限。

也就是說,我們現在有一列概率 ,雖然固定每個自然數來看概率值收斂到零,但是你最後要用一步可數可加性,所以要有乙個新的概率 來容納這些零概率值。也就是說,在思考概率值之前,首先要問的問題是:這一列概率 是否「收斂」到某個 ?

這裡打引號的「收斂」是對一列概率來說的,所以數列極限的東西不能套上去。

為了說話方便,我們簡單地寫兩個定義:

我們稱一列正整數上的概率 「收斂!!」到乙個新的概率測度 ,如果對所有正整數的子集 成立。

我們稱一列正整數上的概率 是「收斂??」的,如果對所有正整數的子集 都存在。

那麼在此定義下,我們可以發現,題主所列出的這一列概率雖然「收斂??」,但卻不「收斂!!」。這其實告訴我們,乙個結論:「收斂??」推不出「收斂!!」。

好了,到這裡題主的問題差不多了,我稍微說一點題外話,畢竟這個回答也不僅僅是給題主看的。

常見的概率的收斂方式有很多,比如按照total variation的依範數收斂,再比如弱收斂(就是前面的「收斂!!」)。但其實術語上稍微有點差別:

對於非緊度量空間X,弱收斂是 (X上的有界連續函式)的對偶空間中的weak*收斂;但若是看成 (X上無窮遠處是零的連續函式)的對偶空間中的weak*收斂,結果會是不同的。比如對於前面的那一串 ,在 的對偶中是weak*收斂到零測度的——因為全1的函式不在C0中,所以會發生一串概率測度的極限不是概率測度的情形。

但是細心的朋友可能會問了,根據Banach-Alauglu定理, 在 的對偶中也有子網收斂啊。確實,但是子網收斂得到的極限就未必是 上的概率測度了。此時, 與 同構,其中 是正整數的Stone-Cech緊化。

再根據Riesz表示定理,可以找到 的乙個子網,weak*收斂到上的某個概率測度——但是這未必是正整數上的概率測度了。

那麼weak*收斂到的概率測度是什麼樣的呢?事實上,可以通過適當選取子網,使得極限是任何 中的點對應的Dirac測度,這等價於 上的任何乙個非平凡的ultra filter。

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1 n 為何不收斂?

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