Conditional Expectation Abce89
1. **הבעיה:** להוכיח כי עבור משתנים מקריים X,Y עם מומנטים שניים סופיים, ופונקציה הפיכה $g:\mathbb{R} \to \mathbb{R}$ מתקיים:
$$E[X|g(Y)] = E[X|Y]$$
2. **הסבר:** המשמעות היא שההערכה המותנית של $X$ בהינתן $g(Y)$ שווה להערכה המותנית של $X$ בהינתן $Y$.
3. **כלל חשוב:** אם $g$ הפיכה, אז $g(Y)$ ו-$Y$ מכילים את אותה המידע, כלומר $\sigma(g(Y)) = \sigma(Y)$, שם $\sigma(\cdot)$ הוא האלגברה המולדת על ידי המשתנה.
4. **הוכחה:**
- מאחר ש-$g$ הפיכה, קיימת פונקציה הפוכה $g^{-1}$ כך ש-$Y = g^{-1}(g(Y))$.
- לכן, כל מידע על $Y$ ניתן לשחזר מ-$g(Y)$, כלומר $\sigma(Y) = \sigma(g(Y))$.
- לפי תכונות של הערכה מותנית, אם $\mathcal{G}_1 = \mathcal{G}_2$ אז $E[X|\mathcal{G}_1] = E[X|\mathcal{G}_2]$ כמעט בוודאות.
- לכן, $E[X|g(Y)] = E[X|Y]$ כמעט בוודאות.
5. **סיכום:** הפונקציה ההפיכה שומרת על כל המידע של $Y$, ולכן הערכה מותנית לפי $g(Y)$ שווה להערכה מותנית לפי $Y$.
**תשובה סופית:**
$$E[X|g(Y)] = E[X|Y]$$