有平坦段的連續CDF

本頁導覽
  1. 目標與範圍
  2. 已知條件與符號
  3. 規則與來源
  4. 逐步主鏈
  5. 局部子步與引理
  6. 逐步反向審查
  7. 錯誤控制與反例
  8. 結論與限制
  9. 驗證及來源綁定

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derivation-mko-continuous-real-distribution-function-01 · ocme-new142-reader-adoption-20261021

目標與範圍

從knots完整構造CDF並核atomless性。

piecewise-linear exact family;不由連續性推一般density存在。

已知條件與符號

  • work
  • G1 — knots為(0,0)、(1,1/2)、(2,1/2)、(3,1);相鄰間線性插值,左側0、右側1。
  • F — 實數CDF
  • t — 任意實數門檻

規則與來源

本稿部分規則文字經本輪讀者釐清,屬於改述而非逐字引文;被引用的原始來源內容及雜湊沒有改動。

  • mko_definition · cited — continuous CDF沒有jumps,所以每個singleton probability為0。這不等於sample-space上的random-variable map連續,也不推出density或absolute continuity;affine Cantor distribution提供continuous atomless singular boundary。CDF可有flat intervals,不必strictly increasing。 · mko-continuous-real-distribution-function
  • work · prerequisite — 分段線性函數在每段連續;接點左右值一致使全域連續;CDF存在定理與jump identity為前提。

逐步主鏈

S01 · implies

操作前

0<1<2<3,\quad0\le1/2\le1/2\le1

操作後

\text{strict knot order and nondecreasing levels}

條件:無

規則:work · 依賴:G1, work

葉節點依據:work

先核knots順序與CDF值合法範圍。

S02 · implies

操作前

t\le0\text{ or }t\ge3

操作後

F(t)=0\ (t\le0),\quad F(t)=1\ (t\ge3)

條件:無

規則:work · 依賴:G1, S01, work

葉節點依據:work

指定兩個尾端,完成全實軸定義的外部區間。

S03 · implies

操作前

0\le t\le1

操作後

F(t)=t/2

條件:無

規則:work · 依賴:G1, S02, work

葉節點依據:work

第一段斜率(1/2-0)/(1-0)=1/2。

S04 · implies

操作前

1\le t\le2

操作後

F(t)=1/2

條件:無

規則:work · 依賴:G1, S03, work

葉節點依據:work

中間段兩端值相同,為合法平坦區間。

S05 · implies

操作前

2\le t\le3

操作後

F(t)=1/2+(t-2)/2=(t-1)/2

條件:無

規則:work · 依賴:G1, S04, work

葉節點依據:work

末段也有斜率1/2,且終點為1。

S06 · implies

操作前

t\in\{0,1,2,3\}

操作後

F(t^-)=F(t)=F(t^+)

條件:無

規則:work · 依賴:G1, S05, work

葉節點依據:work

各線性段與尾端在四個knots接合,內部各自連續。

S07 · implies

操作前

F\text{ nondecreasing and continuous, with tails }0,1

操作後

\exists X:\ F(t)=P(X\le t);\quad P(X=t)=F(t)-F(t^-)=0\quad(t\in\mathbb R)

條件:無

規則:work · 依賴:G1, S06, work

葉節點依據:work

由各段非負斜率、尾端恆0與1及已證連續性,先套明示CDF存在定理前提取得law X,再用jump公式對所有t得零singleton mass。

S08 · implies

操作前

\lim_{t\to-\infty}F(t)=0,\quad\lim_{t\to\infty}F(t)=1

操作後

F\text{ is a continuous CDF, not strictly increasing}

條件:無

規則:work · 依賴:G1, S07, work

葉節點依據:work

單調、連續與尾端極限完成CDF資格;平坦段保留。

局部子步與引理

本稿無局部子步。

逐步反向審查

  • S08 · premise_audit · G1, S07, work — 一般continuous CDF可能singular,如Cantor law;不能由本例外推density。
  • S07 · premise_audit · G1, S06, work — 先取得law才談P(X=t);無原子不等於區間機率零,例如P(0<X≤1)=1/2。
  • S06 · premise_audit · G1, S05, work — 逐接點核對才證全域連續,不是只取樣。
  • S05 · premise_audit · G1, S04, work — t=2要給1/2,不能用t/2接錯。
  • S04 · premise_audit · G1, S03, work — CDF不必嚴格遞增。
  • S03 · premise_audit · G1, S02, work — t=0、1代回得到正確兩knots。
  • S02 · premise_audit · G1, S01, work — 端點0與3將和內插值一致。
  • S01 · premise_audit · G1, work — 相同level允許,只有x座標必須嚴格遞增。

錯誤控制與反例

接點

逐核0、1、2、3的左值與右值。

查詢排序

例如1/2、3/2、5/2嚴格遞增,值為1/4、1/2、3/4。

  • 所有continuous CDF都strictly increasing。 → reject — 此例[1,2]恆為1/2。
  • continuous CDF必有density。 → reject — Cantor型singular law是邊界反例。
  • P(X=1)=F(1)=1/2。 → reject — singleton mass為jump,此處為零。

結論與限制

這是一個有[1,2]平坦段的連續無原子CDF。

    驗證及來源綁定

    2 個本稿宣告算術檢查;只支持所列算式。

    • source commit: b1b2f1dcf8c50d67a93fe52d95f8eef7b3abba9f
    • adopted source SHA-256: 79d7922fc70bd68789e0c257bdf10bf05aae23f17410f0343d79c5d7cb7756de
    • original source SHA-256: 5f3d06982951d8148e60031cd501f7fc189242eca7f7a442857ec8ad6f770380
    • Lean: NOT_RUN · independent AI: SCOPED_LEAD_AND_BILINGUAL_CONTEXT_REVIEW

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