지수 상한


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분포가 IID 임의 변수 이 있다고 가정 합니다. 우리는 다음과 같은 방식으로 의 샘플을 관찰 할 것입니다 : 이 독립 랜덤 변수가되게하자, 모든 와 가 독립적이며 표본 크기 . Y_i '의 어떤들 표시 x_i로부터 시료에의'우리는에 의해 정의 된 샘플에서 성공의 분율을 연구하고자 X1,…,XnBer(θ)XiY1,…,YnBer(1/2)XiYiN=∑i=1nYiYiXi

Z={1N∑i=1nXiYiifN>0,0ifN=0.
를 들어 ϵ>0 , 우리는 상위 행 찾으려면 Pr(Z≥θ+ϵ) 이 기하 급수적으로 붕괴 n . 변수 간의 종속성 때문에 Hoeffding의 불평등은 즉시 적용되지 않습니다.

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하자 Zi=1NXiYi . (i) Zi 가 Z_ {j \ neq i}와 독립적 이지 않습니까Zj≠i ? (ii) Z=∑Zi ? ... 결과적으로 Z 가 '독립적 랜덤 변수의 합'이 아니라는 것이 확실 하지 않습니다
— Glen_b -Reinstate Monica

아, 좋은 지적입니다. 나는 보다는 에 대해 생각하고 있었다 . 그러나 대신 을 작성하고 없습니까? 즉, 가 1 또는 0 인지 여부에 관계없이 모든 경우에 대한 합 은 작동하지 않습니다. 분자는 동일하지만 분모가 다릅니다. nNZ=∑ n i = 1 ZiYZi=1nXiYiZ=∑i=1nZiY
— Glen_b-복지 주 모니카

이는 이기 때문에 문제의 관심 양인 표본에서 성공률의 일부보다 적습니다. 이므로 입니다. N ≤ n(1/n)∑i=1nXiYi≤(1/N)∑i=1nXiYiN≤n
— Zen

1
그렇기 때문에 "작동하지 않습니다"로 끝났습니다. 번스타인의 불평등 과 같은 비 독립적 인 경우에 적용되는 불평등이 있으며 (제 4 항 참조), 마틴 갈드에 적용되는 많은 불평등이 있습니다 (여기서 적용 할 수는 없습니다).
— Glen_b-복귀 모니카

1
살펴보고, 또한 martingales 결과와 관련성을 찾아 보려고합니다. 행 (쉬운 그렇다 )는 일종의 컨디셔닝을 사용하여 이것을 와 연결하려고합니다 . P r ( U ≥ θ / 2 + ϵ ) ≤ exp ( − 2 n ϵ 2 ) ZU=(1/n)∑i=1nXiYiPr(U≥θ/2+ϵ)≤exp⁡(−2nϵ2)Z
— Zen

답변:


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우리는 Hoeffding의 불평등과 직접적인 관계를 맺을 수 있습니다 .

주 우리가 가지고

{Z>θ+ϵ}={∑iXiYi>(θ+ϵ)∑iYi}={∑i(Xi−θ−ϵ)Yi>0}.

집합 이므로 것을 IID되고, 및 Hoeffding의 불평등을 간단하게 적용 하여 ( 이므로 1 간격 간격으로 값을 가져 .Z i E Z i = 0 P ( Z > θ + ϵ ) = P ( ∑ i Z i > n ϵ / 2 ) ≤ e − n ϵ 2 / 2Zi=(Xi−θ−ϵ)Yi+ϵ/2ZiEZi=0Z의 I ∈ [ - θ - ε / 2 , 1 - θ - ε / 2 ]

P(Z>θ+ϵ)=P(∑iZi>nϵ/2)≤e−nϵ2/2,
Zi∈[−θ−ϵ/2,1−θ−ϵ/2]

지난 몇 년 동안, 특히 다양한 실제 응용을 갖는 랜덤 매트릭스 이론과 관련된 주제에 대해 풍부하고 매혹적인 관련 문헌이 있습니다. 이런 종류의 것에 관심이 있으시면 다음을 적극 권장합니다.

R. Vershynin, 랜덤 매트릭스의 비 점근 분석 소개 , 압축 감지, 이론 및 응용의 5 장. Y. Eldar와 G. Kutyniok에 의해 편집 됨. 케임브리지 대학 출판부, 2012.

나는 박람회가 명확하고 문헌에 빨리 적응할 수있는 아주 좋은 방법을 제공한다고 생각합니다.


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정의에 가 포함되어 있으므로 (범위가 변경되지 않음) 라는 인상을 . ε / 2 Z I ∈ [ - θ - ε / 2 , 1 - θ - ε / 2 ]Ziϵ/2Zi∈[−θ−ϵ/2,1−θ−ϵ/2]
— Alecos Papadopoulos 2016 년

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친애하는 @Zen 다음의주의 회계하는 것으로 경우 당신이 완전 비항 등을 대체 할 수 에 의해 최종 경계를 변경하지 않고 모든 곳. N=0>≥
— 추기경

@cardinal 님 : 사실 때문에이 문제를 재 진술 한 의 (다소) 바이어스 된 추정이다 때문에 입니다. ZθE[Z]=E[I{N=0}Z]+E[I{N>0}Z]=(1−1/2n)θ
— Zen

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사건 을 처리하기위한 세부 사항 . N=0

{Z≥θ+ϵ}=({Z≥θ+ϵ}∩{N=0})∪({Z≥θ+ϵ}∩{N>0})=({0≥θ+ϵ}∩{N=0})∪({Z≥θ+ϵ}∩{N>0})=(∅∩{N=0})∪({Z≥θ+ϵ}∩{N>0})={∑i=1nXiYi≥(θ+ϵ)∑i=1nYi}∩{N>0}⊂{∑i=1nXiYi≥(θ+ϵ)∑i=1nYi}={∑i=1n(Xi−θ−ϵ)Yi≥0}={∑i=1n((Xi−θ−ϵ)Yi+ϵ/2)≥nϵ/2}.

Alecos를 위해.

E[∑i=1nWi]=E[I{∑i=1nYi=0}∑i=1nWi]+E[I{∑i=1nYi>0}∑i=1nWi]=E[I{∑i=1nYi>0}∑i=1nYi∑i=1nYi]=E[I{∑i=1nYi>0}]=1−1/2n.

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이 답변은 계속 변경됩니다. 현재 버전은 의견에서 @cardinal과 함께 한 토론과 관련이 없습니다 (이 토론을 통해 컨디셔닝 접근 방식이 아무데도 인도하지 않는 것으로 감사하다는 것을 알았지 만).

이를 위해 Hoeffding의 1963 년 논문의 다른 부분 , 즉 5 절 "종속적 인 임의 변수의 합" 을 사용하겠습니다 .

집합

Wi≡Yi∑i=1nYi,∑i=1nYi≠0,∑i=1nWi=1,n≥2

우리가 설정하면서 경우 .Wi=0∑i=1nYi=0

그런 다음 변수가 있습니다

Zn=∑i=1nWiXi,E(Zn)≡μn

우리는 확률에 관심이 있습니다

Pr(Zn≥μn+ϵ),ϵ<1−μn

다른 많은 불평등에 관해서, Hoeffding은 그

Pr(Zn≥μn+ϵ)=E[1{Zn−μn−ϵ≥0}]

1{Zn−μn−ϵ≥0}≤exp⁡{h(Zn−μn−ϵ)},h>0

종속 변수의 경우 Hoeffding으로서 이라는 사실을 사용 하고 (볼록한) 지수 함수에 대해 Jensen의 부등식을 호출하여∑i=1nWi=1

ehZn=exp⁡{h(∑i=1nWiXi)}≤∑i=1nWiehXi

결과를 연결하여

Pr(Zn≥μn+ϵ)≤e−h(μn+ϵ)E[∑i=1nWiehXi]

우리의 경우를 중심으로 와 는 독립적이므로 예상 값을 분리 할 수 ​​있습니다WiXi

Pr(Zn≥μn+ϵ)≤e−h(μn+ϵ)∑i=1nE(Wi)E(ehXi)

우리의 경우, 는 매개 변수 가진 iid Bernoullis 이고, 는 의 공통 모멘트 생성 함수입니다 . . 그래서XiθE[ehXi]hE[ehXi]=1−θ+θeh

Pr(Zn≥μn+ϵ)≤e−h(μn+ϵ)(1−θ+θeh)∑i=1nE(Wi)

관련하여 우를 최소화 , 우리가 얻을h

eh∗=(1−θ)(μn+ϵ)θ(1−μn−ϵ)

불평등에 끼 우고 우리가 얻는 조작

Pr(Zn≥μn+ϵ)≤(θμn+ϵ)μn+ϵ⋅(1−θ1−μn−ϵ)1−μn−ϵ∑i=1nE(Wi)

동안

Pr(Zn≥θ+ϵ)≤(θθ+ϵ)θ+ϵ⋅(1−θ1−θ−ϵ)1−θ−ϵ∑i=1nE(Wi)

Hoeffding은

(θθ+ϵ)θ+ϵ⋅(1−θ1−θ−ϵ)1−θ−ϵ≤e−2ϵ2

OP 제공 : (감사합니다. 조금 지쳤습니다 ...)

∑i=1nE(Wi)=1−1/2n

마지막으로, "종속 변수 접근"은

Pr(Zn≥θ+ϵ)≤(1−12n)e−2ϵ2≡BD

이것을 추기경의 경계와 비교해 봅시다. 이것은 "독립성"변환 인 합니다. 우리의 경계가 더 단단해 지려면BI

BD=(1−12n)e−2ϵ2≤e−nϵ2/2=BI

⇒2n−12n≤exp⁡{(4−n2)ϵ2}

그래서위한 우리는이 . 들어 , 꽤 빨리 보다 엄격하게 하지만, 아주 작은을 위해 도이 작은 "창은"빠르게 제로로 수렴하면서. 예를 들어, 의 경우 인 경우 가 더 엄격합니다. 결국, 추기경의 경계가 더 유용합니다. B D ≤ B I n ≥ 5 B I B D ϵ n = 12 ϵ ≥ 0.008 B In≤4BD≤BIn≥5BIBDϵn=12ϵ≥0.008BI

COMMENT가
Hoeffding 의존 확률 변수의 결정 볼록 조합의 경우를 검사하는 것이 Hoeffding의 원래 종이에 대한 노출이 오해의 소지 방지하기 위해, 내가 언급해야한다. 구체적으로, 그의 는 랜덤 변수가 아닌 숫자이고, 각각의 는 독립적 인 랜덤 변수의 합이며, 사이에 의존성이 존재할 수있다 . 그런 다음 이러한 방식으로 표현할 수있는 다양한 "U- 통계"를 고려합니다.X i X iWiXiXi


Alecos : (응답 끝에있는 파생 항목을 살펴보십시오). 추기경처럼 기하 급수적으로 쇠퇴하지 않습니다 . NE[W1]=(1−1/2n)/nn
— Zen

@Zen 실제로 (실제로 샘플 크기에 따라 증가 하지만) 카디널의 바운드가 대부분의 샘플 크기에 더 유용한 이유입니다.
— Alecos Papadopoulos 2016
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