Lei de Kolmogorov
Ao estudarmos o Lema de Borel-Cantelli, vimos que se os eventos são independentes então a probabilidade de somente pode assumir os valores zero ou um (dependendo da somabilidade de ).
Nessa seção iremos estudar outros tipos de evento que assumem apenas esses dois valores.
Esperamos que esse fenômeno se torne intuitivo ao final dessa discussão.
No que se segue, consideraremos um espaço mensurável , com a -álgebra canônica , isto é a -álgebra gerada pelas coordenadas canõnicas .
{definition}
Dizemos que um evento é caudal se
(3.62)
Também introduzimos a classe de tais eventos, que claramente é uma -álgebra, pois pode ser escrita como
(3.63)
Chamamos de -álgebra caudal.
Vejamos que, dados , , temos que é caudal.
Para tanto, basta observar que para todo , temos que
que obviamente pertence a para todo .
{exercise}
Mostre que em , são caudais os seguintes eventos
-
a)
,
-
b)
e
-
c)
.
Podemos agora enunciar o pricipal teorema dessa seção
{theorem}
[Lei de Kolmogorov]
Se , onde é um espaço canônico, for provido de uma lei produto , então todo evento caudal tem probabilidade ou sob .
Quando uma -álgebra satisfaz para todo , dizemos que é trivial.
Uma outra maneira de enunciar a conclusão do teorema acima é dizer que a -álgebra caudal é trivial.
Demonstração.
A idéia da prova, apesar de soar um pouco estranha, é mostrar que se , então é independente de si mesmo.
Em outras palavras, , donde .
Mas vamos com calma.
Fixe , e .
Nesse caso, como o evento pertence a , temos que e são independentes.
Fixe agora e considere a classe
(3.64)
Já sabemos que para todo .
Obviamente é independente de , assim como sempre que .
Além disso, suponha que in são disjuntos, então,
Logo é um -sistema.
Lembrando que contém o -sistema , isto é dos eventos cilíndricos, temos que todos eventos são indepentes de , inclusive o próprio .
Isso termina a prova do teorema.
∎
{exercise}
Dizemos que uma probabilidade no espaço produto (com a -álgebra canônica) é fortemente misturadora se, para todo , temos
(3.65)
onde o supremo acima é tomado sobre e .
Mostre que nesse caso, a -álgebra dos eventos caudais é trivial.
{exercise}
[Depende de Tópico: Percolação]
Considere o grafo , onde .
Dotamos agora o espaço com a -álgebra gerada pelas projeções canônicas , onde e .
Definimos o conjunto por
(3.66)
-
a)
Mostre que é mensurável com respeito a .
-
b)
Mostre que é um evento caudal, ou seja
(3.67)
-
c)
Conclua que .
{exercise}
Seja um espaço produto infinito, dotado da -álgebra gerada pelas projeções canônicas .
Consideramos agora em a medida produto , onde é uma probabilidade fixada no espaço polonêns .
-
a)
Mostre que para qualquer evento e qualquer , existe um e um evento tais que .
-
b)
Considere o shift dado por e mostre que se , então .