¿Cuál es el valor máximo posible de $E[X_1 X_2 X_3]$?

Question

Asumir $X_1,X_2,X_3$ son variables aleatorias discretas definidas en un espacio de probabilidad común $\Omega$ y tomando valores en $\{-1,1\}$. Además, suponga que$E[X_1]=E[X_2]=E[X_3]=E[X_1 X_2]=E[X_2 X_3]=E[X_3 X_1]=0$. Dado esto, ¿cuál es el valor máximo posible de$E[X_1 X_2 X_3]$?

Es fácil ver eso $P(X_i=\pm 1)=P(X_i X_j = \pm 1)={1 \over 2}$ para cada $i,j \in I_3 (i \neq j)$. Pero, ¿cómo avanzo más? Cualquier ayuda sería apreciada.

Answer 1

Dejar $a=E[X_1 X_2 X_3]$

Por supuesto que tenemos $-1 \le a \le 1$

Siguiendo esta parametrización podemos escribir la probabilidad conjunta como

$$P(x_1,x_2,x_3)=\frac18( a \, x_1 x_2 x_3 +1)$$ que da restricciones adicionales $$0\le P(x_1,x_2,x_3)\le 1$$ o $0\le \frac18 (1-a) \le 1$ y $0\le \frac18 (1+a) \le 1$

Pero esto lo verifica el candidato original para el máximo ($a=1$)

Por tanto, el máximo es $E[X_1 X_2 X_3]=1$ que es alcanzado por

$$P(x_1,x_2,x_3) = \frac18( x_1 x_2 x_3 +1)= \begin{cases} \frac14 & \text{if } x_1 x_2 x_3 = 1 \\ 0 &\text{if } x_1 x_2 x_3 = -1 \end{cases}$$

Answer 2

Sea cuatro estados cada uno con probabilidad $1 \over 4$: $(X_1,X_2,X_3)\in \{(1,-1,-1),(1,1,1),(-1,-1,1),(-1,1,-1)\}$.

Puede comprobar que se cumplen las condiciones. Sin embargo,

$$E(X_1X_2X_3)=1,$$

que es claramente el valor más alto que puede tomar esta expresión.