由逐點不等式得到Markov界

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  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-markov-inequality-01 · ocme-new142-reader-adoption-20261021

目標與範圍

證有限law的界並比較exact tail。

完整有限機率分布上的非負隨機變數;一般測度版本不由有限抽樣證明。

已知條件與符號

  • work
  • G1 — X取0、2、6,質量分別1/2、1/3、1/6;閾值a=3。
  • a — 正閾值
  • 1_A — 事件指示函數

規則與來源

  • mko_definition · cited — 要求X>=0 almost surely、a>0及E[X]<infinity,結論P(X>=a)<=E[X]/a。完整有限有理law可精確算實際tail與bound;bound不等於tail,signed variable不可直接套用,零閾值禁止。 · mko-markov-inequality
  • work · prerequisite — indicator期望等於事件機率;非負加權和保序;除以正數保序。

逐步主鏈

S01 · implies

操作前

1/2+1/3+1/6=1

操作後

X\ge0,\quad a=3>0,\quad E[X]<\infty

條件:無

規則:work · 依賴:G1, work

葉節點依據:work

law歸一、值非負、閾值正,有限值保證可積。

S02 · implies

操作前

x<3,\ x\in\{0,2,6\}

操作後

3\mathbf1_{\{x\ge3\}}=0\le x

條件:無

規則:work · 依賴:G1, S01, work

葉節點依據:work

在閾值以下,indicator為零且x非負。

S03 · implies

操作前

x\ge3

操作後

3\mathbf1_{\{x\ge3\}}=3\le x

條件:無

規則:work · 依賴:G1, S02, work

葉節點依據:work

閾值以上分支由x≥3直接成立。

S04 · implies

操作前

3\mathbf1_{\{X\ge3\}}\le X

操作後

3P(X\ge3)\le E[X]

條件:無

規則:work · 依賴:G1, S03, work

葉節點依據:work

以非負質量逐項相乘再加總,保持不等號方向。

S05 · implies

操作前

E[X]=0/2+2/3+6/6

操作後

E[X]=5/3

條件:無

規則:work · 依賴:G1, S04, work

葉節點依據:work

直接完整law計算期望。

S06 · implies

操作前

3P(X\ge3)\le5/3

操作後

P(X\ge3)\le5/9

條件:無

規則:work · 依賴:G1, S05, work

葉節點依據:work

除正數3得到Markov上界。

S07 · implies

操作前

\{X\ge3\}=\{X=6\}

操作後

P(X\ge3)=1/6<5/9

條件:無

規則:work · 依賴:G1, S06, work

葉節點依據:work

exact tail只有6的質量,因此此界非等號。

S08 · implies

操作前

a\mathbf1_{\{X\ge a\}}\le X,\quad a>0

操作後

P(X\ge a)\le E[X]/a

條件:無

規則:work · 依賴:G1, S07, work

葉節點依據:work

同一逐點二分支論證適用任何合格有限非負law。

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 — 此一般化依逐點證明,不依本例數字看似成立。
  • S07 · premise_audit · G1, S06, work — 不要把5/9回填為實際事件機率。
  • S06 · premise_audit · G1, S05, work — 正閾值保證除法合法且不反向。
  • S05 · premise_audit · G1, S04, work — 6的質量為1/6,不可當均勻三點。
  • S04 · premise_audit · G1, S03, work — 使用全部support而非隨機抽幾個值。
  • S03 · premise_audit · G1, S02, work — 兩分支合起來覆蓋全部support。
  • S02 · premise_audit · G1, S01, work — signed x在此分支可能失敗,正是非負性用途。
  • S01 · premise_audit · G1, work — 三項資格各自必要,不能只核mean為正。

錯誤控制與反例

非負性

先核每個正質量值非負,不能只看mean。

界非機率值

tail獨立由{6}求得1/6,再比較5/9。

  • tail一定等於E[X]/a。 → reject — 此例1/6≠5/9。
  • a=0仍可除。 → reject — 正閾值是分母資格。
  • signed X只要mean正就能直接套。 → reject — 低閾值分支0≤X可能不成立。

結論與限制

本例tail=1/6,Markov界=5/9;有限law版本由逐點不等式證成。

    驗證及來源綁定

    3 個本稿宣告算術檢查;只支持所列算式。

    • source commit: b1b2f1dcf8c50d67a93fe52d95f8eef7b3abba9f
    • adopted source SHA-256: c8a078764616e58290cc4d16694339f57787010b9ba42b16d383b7a1a892a42c
    • original source SHA-256: 1ef70a0328ec764a48d0df0ab90defc38d6cbe51d3d15f7ef7e50556ddc7cdc8
    • Lean: NOT_RUN · independent AI: SCOPED_LEAD_AND_BILINGUAL_CONTEXT_REVIEW

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