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概率生成函数相关等式的证明求助

概率生成函数相关等式的证明求助

我最近卡在了下面这个概率问题上,希望能证明这个等式成立:

$$
\frac{g_N(t) - 1}{t - 1} = \sum_{n \geq 0} P(N > n) t^n
$$

这里的$g_N(t)$是非负整数值随机变量$N$的概率生成函数,并且满足$|t|<1$。

我自己先做了一些推导:首先把$g_N(t)$展开成它的定义形式:
$$
g_N(t) = \sum_{n \geq 0} t^n P(N = n)
$$
这样左边就变成了:
$$
\frac{\sum_{n \geq 0} t^n P(N = n) - 1}{t - 1}
$$
而右边我转换成了:
$$
\sum_{n \geq 0} (1 - P(N = n)) t^n
$$
于是等式就变成了:
$$
\frac{\sum_{n \geq 0} t^n P(N = n) - 1}{t - 1} = \sum_{n \geq 0} (1 - P(N = n)) t^n
$$

从这一步开始,我试过把两边同时乘以$(t-1)$,也试过把$t^n P(N=n)$写成闭形式的几何级数$\frac{P(N=n)}{1-t}$(因为$n\geq0$且$|t|<1$),但越弄越混乱,完全不知道接下来该怎么推导了。

有没有大佬能帮我完成这个等式的证明,或者给我一些关键的提示?非常感谢!

备注:内容来源于stack exchange,提问作者rawestan

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最近更新时间:2026.04.21 13:04:32