什麼是Sigma-field?

Lynsey
Nov 9, 2020

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這篇文章作為清大計財所數理金融課程的授課範圍中,某作業的一小題,紀錄於此。若有不專業歡迎底下討論~

Sigma-field

指在描述機率時,樣本空間子集合之集合 (The collection of subsets of a sample space),舉例來說

E(X│Y) 代表在已知 Y 的前提下,X 的條件機率;其實可以更廣義的寫作 E(X│σ(Y)),代表由 Y 所創造 (Generate) 出的樣本空間中,X 在已知 Y 的前提下其條件機率。

更好懂的舉例如下,當我們已知 Y 時,同時也會知道 Y 的補集 \Y^{c},而 \Y^{c} 就屬於 Y Sigma-field 其中的一個子集合,這是在兩個符號表示中閱讀上會有所差異的地方。

同理 E(X│Y、Z) 則是由 Y 和 Z 所共同創造出的樣本空間中,我們可以知道 X 在該 Sigma-field 中所有機率資訊。

一般來說在 t=0 時間,Sigma-field 會被記為 \Ω^{0},代表在起始時間點時所有資訊皆為已知。

我們需要注意的是,Sigma-field 和數學中常見的 Field 差別在於,前者是不 可數的 (uncountable) 而後者是可數的 (countable),其原因有兩個:

  1. 時間是連續的
  2. 所有資訊難以衡量

由於時間是連續,而 Sigma-field 代表意義為「在樣本空間中所有資訊皆為已知」,我們不可能在連續時間上假設資訊皆為可數,所以直觀理解上可以將 Sigma-field 就記憶成不可數的集合。

定義 Sigma-field 可以幫助我們達到三個目標:

  1. 定義測度與隨機變數
  2. 討論集合的極限,因為 Sigma-field 具備封閉性
  3. 管理與定義集合的部份資訊

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Lynsey
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Written by Lynsey

對著上課內容發呆的財金系大學生

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