घातीय ऊपरी सीमा


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मान लें कि हमारे पास IID यादृच्छिक चर साथ । हम निम्नलिखित तरीके से नमूने का अवलोकन करने जा रहे हैं : स्वतंत्र यादृच्छिक चर होने दें, मान लें कि सभी के और । स्वतंत्र हैं, और नमूना आकार । के संकेत मिलता है जिसमें से के नमूने में हैं, और हम नमूना द्वारा परिभाषित में सफलता के अंश का अध्ययन करना चाहते X1,…,XnBer(θ)XiY1,…,YnBer(1/2)XiYiN=∑i=1nYiYiXi

Z={1N∑i=1nXiYiifN>0,0ifN=0.
लिए ϵ>0 , हम \ mathrm {Pr} \!! (Z \ geq \ theta + \ epsilon \ right) के लिए एक ऊपरी सीमा को खोजना चाहते हैं जो n केPr(Z≥θ+ϵ) साथ घातीय हो । हॉफडिंग की असमानता चर के बीच निर्भरता के कारण तुरंत लागू नहीं होती है।n

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चलो Zi=1NXiYi । (i) क्या Z_i Z_ {j \ neq i} सेZi स्वतंत्र नहीं है ? (ii) Z = \ sum Z_i नहीं है ? ... परिणामस्वरूप, यह मेरे लिए स्पष्ट नहीं है कि Z 'स्वतंत्र यादृच्छिक चर का योग नहीं है'Zj≠iZ=∑ZiZ
— Glen_b -Reinstate Monica

आह, अच्छी बात है। मैं के बारे में सोच रहा था के बजाय, । लेकिन क्या आप इसके बजाय , और ? यही कारण है, योग सभी मामलों खत्म हो गया है, या नहीं, 1 या 0. है ... वह काम नहीं करता नहीं। अंश समान है लेकिन भाजक अलग है। N Z i = 1nNZ=∑ n i = 1 ZiYZi=1nXiYiZ=∑i=1nZiY
— Glen_b -Reinstate मोनिका

यह नमूने में सफलताओं के अंश से कम है, जो समस्या में रुचि की मात्रा है, क्योंकि , बाद से । एन ≤ n(1/n)∑i=1nXiYi≤(1/N)∑i=1nXiYiN≤n
— ज़ेन

1
हां, यही कारण है कि मैंने "नहीं जो काम नहीं करता है" के साथ समाप्त हुआ। गैर-स्वतंत्र मामले पर लागू होने वाली असमानताएं हैं, जैसे कि बर्नस्टीन की कुछ असमानताएं (चौथा आइटम देखें), और कई असमानताएं हैं जो मार्टिंगेल्स पर लागू होती हैं (हालांकि मुझे नहीं पता कि वे यहां लागू होंगे)।
— Glen_b -Reinstate मोनिका

1
मैं एक नज़र डालूंगा, और शहीदों के परिणामों के साथ एक संबंध खोजने की भी कोशिश करूँगा। के लिए बाध्य इतना आसान है ( ) यह किसी प्रकार की कंडीशनिंग का उपयोग करके इसे से जोड़ने के लिए लुभा रहा है । पी आर ( यू ≥ θ / 2 + ε ) ≤ exp ( - 2 n ε 2 ) ZU=(1/n)∑i=1nXiYiPr(U≥θ/2+ϵ)≤exp⁡(−2nϵ2)Z
— झेन

जवाबों:


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हम हॉफडिंग की असमानता के संबंध को काफी प्रत्यक्ष तरीके से आकर्षित कर सकते हैं ।

ध्यान दें कि हमारे पास

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

सेट ताकि आईआईडी कर रहे हैं, और 2/2 _ , Hoeffding की असमानता के एक सीधे आवेदन द्वारा ( Z_i के बाद से और इसलिए आकार एक के अंतराल में मान लें)।जेड मैं ई जेड मैं = 0 पी ( जेड > θ + ε ) = पी ( Σ मैं जेड मैं > n ε / 2 ) ≤ ई - एन ε २ / २Zi=(Xi−θ−ϵ)Yi+ϵ/2ZiEZi=0जेड मैं ∈ [ - 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]

एक समृद्ध और आकर्षक संबंधित साहित्य है जो पिछले कई वर्षों में बना है, विशेष रूप से, विभिन्न व्यावहारिक अनुप्रयोगों के साथ यादृच्छिक मैट्रिक्स सिद्धांत से संबंधित विषयों पर। यदि आप इस तरह की चीज़ों में रुचि रखते हैं, तो मैं अत्यधिक अनुशंसा करता हूं:

आर। वर्शिनिन, यादृच्छिक मैट्रिस के गैर- स्पर्शोन्मुख विश्लेषण का परिचय , संपीडित सेंसिंग, सिद्धांत और अनुप्रयोग के अध्याय 5। Y Eldar और G. Kutyniok द्वारा संपादित। कैम्ब्रिज यूनिवर्सिटी प्रेस, 2012।

मुझे लगता है कि एक्सपोज़र स्पष्ट है और साहित्य को जल्दी से प्राप्त करने के लिए एक बहुत अच्छा तरीका प्रदान करता है।


1
चूंकि में उनकी परिभाषा में शामिल है , इसलिए मुझे इस बात का आभास है कि (एक सीमा नहीं बदलती)। ε / 2 जेड मैं ∈ [ - θ - ε / 2 , 1 - θ - ε / 2 ]Ziϵ/2Zi∈[−θ−ϵ/2,1−θ−ϵ/2]
— एलेकोस पापाडोपोलोस

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प्रिय @Zen: ध्यान दें कि केस का एक सावधानीपूर्वक लेखा आपको अंतिम बाउंड को बदले बिना हर जगह सख्त असमानता by को बदलने की अनुमति देगा । > ≥N=0>≥
— कार्डिनल

प्रिय @cardinal: मैं सवाल reworded है, क्योंकि वास्तव में एक की (थोड़ा) पक्षपाती आकलनकर्ता है , के बाद से । ZθE[Z]=E[I{N=0}Z]+E[I{N>0}Z]=(1−1/2n)θ
— ज़ेन

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मामले की देखभाल करने के लिए विवरण । 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}.

एलेकोस के लिए।

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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यह उत्तर उत्परिवर्तित करता रहता है। वर्तमान संस्करण उस टिप्पणी से संबंधित नहीं है जो मैंने टिप्पणियों में @cardinal के साथ की थी (हालांकि यह इस चर्चा के माध्यम से था कि मुझे शुक्र है कि कंडीशनिंग दृष्टिकोण कहीं भी नेतृत्व करने के लिए प्रकट नहीं हुआ)।

इस प्रयास के लिए, मैं होफेडिंग के मूल 1963 के पेपर के एक अन्य भाग का उपयोग करूंगा , जिसका नाम खंड 5 "सोम्स ऑफ डिपेंडेंट रैंडम वेरिएबल्स" होगा।

सेट

Wi≡Yi∑i=1nYi,∑i=1nYi≠0,∑i=1nWi=1,n≥2

हम तैयार किया, जबकि यदि Σ n मैं = 1 Y मैं = 0 ।Wi=0∑i=1nYi=0

फिर हमारे पास चर है

Zn=∑i=1nWiXi,E(Zn)≡μn

हम संभावना में रुचि रखते हैं

Pr(Zn≥μn+ϵ),ϵ<1−μn

कई अन्य असमानताओं का सवाल है, Hoeffding कि ध्यान देने योग्य बात द्वारा अपने तर्क शुरू होता है और कहा कि

Pr(Zn≥μn+ϵ)=E[1{Zn−μn−ϵ≥0}]

1{Zn−μn−ϵ≥0}≤exp⁡{h(Zn−μn−ϵ)},h>0

निर्भर-चर मामले के लिए, Hoeffding के रूप में हम इस तथ्य है कि का उपयोग और (उत्तल) के लिए घातीय समारोह जेन्सेन की असमानता आह्वान लिखने के लिए,∑i=1nWi=1

ehZn=exp⁡{h(∑i=1nWiXi)}≤∑i=1nWiehXi

और आने वाले परिणामों को जोड़ने के लिए

Pr(Zn≥μn+ϵ)≤e−h(μn+ϵ)E[∑i=1nWiehXi]

WiXi

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

XiθE[ehXi]hE[ehXi]=1−θ+θeh

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

h

eh∗=(1−θ)(μn+ϵ)θ(1−μn−ϵ)

इसे असमानता में प्लग करना और हमें प्राप्त होने वाले हेरफेर

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

जबकि

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

हॉफिंग से पता चलता है कि

(θθ+ϵ)θ+ϵ⋅(1−θ1−θ−ϵ)1−θ−ϵ≤e−2ϵ2

∑i=1nE(Wi)=1−1/2n

Pr(Zn≥θ+ϵ)≤(1−12n)e−2ϵ2≡BD

BI

BD=(1−12n)e−2ϵ2≤e−nϵ2/2=BI

⇒2n−12n≤exp⁡{(4−n2)ϵ2}

n≤4BD≤BIn≥5BIBDϵn=12ϵ≥0.008BI


WiXiXi


E[W1]=(1−1/2n)/nn

@Zen वास्तव में (वास्तव में यह नमूना आकार के साथ बढ़ता है , हालांकि सीमाबद्ध रूप से), यही कारण है कि कार्डिनल की सीमा अधिकांश नमूना आकारों के लिए अधिक उपयोगी है।
— एलेकोस पापाडोपोलोस
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