Lematy Borela-CantellegoNie Cantelliego, lecz Cantellego, zobacz poradnia językowa PWN – nie ma tego hasła w poradni, ale jest: Bernoulliego, a nie Bernoullego . – lematy dotyczące ciągów zdarzeń losowych, wykorzystywane m.in. w dowodzie mocnej wersji prawa wielkich liczb.

Niech będzie nieskończonym ciągiem zdarzeń w danej przestrzeni probabilistycznej

Pierwszy lemat Borela-Cantellego Jeśli szereg prawdopodobieństw zdarzeń jest zbieżny, tj.

wtedy prawdopodobieństwo zajścia nieskończenie wielu spośród zdarzeń wynosi 0, tj.

Dowód Niech Korzystając z własności miary:

Również z własności miary otrzymujemy nierówność:

Niech Z założenia więc szereg jest zbieżny. Zauważmy, że:

Korzystając z oraz twierdzenia o trzech ciągach:

Kończy to dowód, bo:

Drugi lemat Borela-Cantellego Jeśli zdarzenia są niezależne i szereg ich prawdopodobieństw jest rozbieżny, tj.

wtedy prawdopodobieństwo zajścia nieskończenie wielu spośród zdarzeń wynosi 1, tj.

Dowód Niech Korzystając z własności miary:

Zapiszmy w postaci: Niech Korzystając ponownie z własności miary:

Zauważmy, że gdzie

Aby zakończyć dowód wystarczy pokazać, że Zauważmy:

Więc z twierdzenia o trzech ciągach: I ostatecznie

Wniosek Jeżeli zdarzenia są niezależne to dla zdarzenia zachodzi warunek:

Przykład Rozważmy nieskończone ciągi rzutów monetą symetryczną. Niech oznacza zdarzenie polegające na tym, że -ty, i rzuty dały odpowiednio orła, reszkę i orła. Oczywiście zdarzenia nie są niezależne, ale zdarzenia są.

Każde zdarzenie ma prawdopodobieństwo 1/8, więc szereg prawdopodobieństw tych zdarzeń jest rozbieżny. Z drugiego lematu Borela-Cantellego wnosimy więc, że z prawdopodobieństwem 1 sekwencja orzeł, reszka, orzeł wystąpi w niekończonym ciągu rzutów nieskończenie wiele razy.

Zobacz też prawo iterowanego logarytmu proces Bernoulliego

Przypisy

Bibliografia

Linki zewnętrzne Borel-Cantelli lemma , Encyclopedia of Mathematics, encyclopediaofmath.org [dostęp 2025-04-23].

B