Convergence en proba d'une suite

Bonjour,

Soit X une variable aléatoire quelconque, alors partie entière(nX) /n converge en proba vers X

Ceci me fait penser à la preuve du théorème "tout réel est limite d'une suite de rationnels" (je fournis une preuve sans trop me poser de questions sur la construction de R...), où l'on prouve par encadrement que partie entière (nx) / n tend vers x lorsque n tend vers l'infini pour tout x réel.
Cependant je n'arrive pas à "adapter" la preuve au probabilité.

Merci d'avance pour votre aide.

Réponses

  • Il y a convergence presque sûre (en fait convergence pour tout $\omega$ !) donc en particulier convergence en probabilité. Cela découle facilement de l'inégalité $nx -1 < \lfloor nx \rfloor \leq nx$ pour tout réel $x$ et tout entier $n$.
  • En réalité, la preuve classique que tu mentionnes montre que ta suite (notons-là $X_n$) converge partout, donc presque partout vers $X$.
    Le petit bout qui te manque donc est le fait que la convergence presque sûre entraîne la convergence en probabilité.
  • En fait, la définition de convergence presque sûre m'est inconnue mais merci je vais regarder.
  • Soit $\varepsilon > 0$. Comme pour tout $\omega \in \Omega$, la suite $\left(\frac{\lfloor nX(\omega)\rfloor}{n}\right)_n$ converge vers $X(\omega)$, il existe un rang $n_0 \in \mathbb N$ tel que pour tout entier $n \geq n_0$, $$\left|X(\omega) - \frac{\lfloor nX(\omega)\rfloor}{n}\right| < \varepsilon.$$ En particulier, pour tout entier $n \geq n_0$, l'événement $$\left\{\left|X - \frac{\lfloor nX\rfloor}{n}\right| > \varepsilon\right\}$$ est vide, donc de probabilité nulle.

    Cela prouve bien qu'il y a convergence en probabilité, de manière très forte puisque la suite des probas qui est censée tendre vers $0$ est en fait égale à $0$ à partir d'un certain rang !
  • Merci Poirot.
  • J’ai regardé de plus près la définition de convergence presque sûre et j’avais l’impression qu’en suivant le modèle de la preuve de @Poirot comme il l’a fait au dessus, on prouvait facilement que convergence presque sûre impliquait convergence en probabilité.
    Or je trouve dans un livre cette preuve (voir photo sur le message suivant) plus compliqué même si facilement compréhensible. Pourquoi ne peut-on pas faire dans le cas général la méthode de @Poirot ? J’ai essayé de le faire et je ne vois pas quelle spécificité du cas d’au dessus empêche de généraliser...
    Merci d’avance.
  • La difficulté quand la convergence est seulement presque sûre par rapport au cas précédent, c'est que l'événement $$\left\{\left|X - X_n\right| > \varepsilon\right\}$$ n'a aucune raison d'être vide, ni même de mesure nulle pour $n$ suffisamment grand. En effet, on n'a pas uniformité dans le "vitesse de convergence". Ainsi, pour un certain $\omega$ on pourrait avoir $|X(\omega) - X_n(\omega)| \leq \varepsilon$ pour tout $n$ supérieurs à un certain $n_0$, mais pour un autre, le $n_0$ en question devra peut-être être choisi différemment.
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