समान सम वितरण के लिए सामान्य सन्निकटन में त्रुटि


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एक सामान्य वितरण को अंजाम देने के लिए एक भोली विधि है कि केंद्रीय सीमा प्रमेय पर भरोसा करते हुए, [ 0 , 1 ] पर 100 आईआईडी यादृच्छिक चर समान रूप से वितरित किए जाएं , फिर पुनरावृत्ति और पुनर्विक्रय करें। ( साइड नोट : बॉक्स-मुलर ट्रांसफ़ॉर्म जैसे अधिक सटीक तरीके हैं ।) IID U ( 0 , 1 ) यादृच्छिक चर के योग को समान योग वितरण या इरविन-हॉल वितरण के रूप में जाना जाता है ।[0,1]यू(0,1)

सामान्य वितरण द्वारा एक समान योग वितरण को अनुमानित करने में त्रुटि कितनी बड़ी है?

जब भी इस प्रकार का प्रश्न आईआईडी यादृच्छिक चर की राशि के अनुमान के लिए आता है, तो लोग (मेरे सहित) बेरी-एसेन प्रमेय को सामने लाते हैं , जो केंद्रीय सीमा प्रमेय का एक प्रभावी संस्करण है, जिसे देखते हुए तीसरा क्षण मौजूद है।

|एफn(एक्स)-Φ(एक्स)|≤सीρσ3n

जहां n IID रैंडम वैरिएबल एफnकी बढ़ी हुई राशि के लिए संचयी वितरण समारोह है , ρ निरपेक्ष तीसरा केंद्रीय क्षण ई है | ( एक्स - ई एक्स ) 3 | , Σ मानक विचलन है, और सी एक निरपेक्ष निरंतर जो होने के लिए ले जाया जा सकता है 1 या यहाँ तक कि 1 / 2 ।nρइ|(एक्स-इएक्स)3|σसी11/2

यह असंतोषजनक है। मुझे ऐसा लगता है कि बेरी-एसेन अनुमान द्विपदीय वितरणों पर तेज है, जो असतत हैं, एक सममित द्विपद वितरण के लिए पर सबसे बड़ी त्रुटि है 0। सबसे बड़ी त्रुटि सबसे बड़ी छलांग पर आती है। हालाँकि, समरूप राशि वितरण में कोई उछाल नहीं है।

संख्यात्मक परीक्षण का सुझाव है कि त्रुटि से अधिक तेजी से सिकुड़ता है सी/n ।

का उपयोग करते हुए सी=1/2 , बेरी-Esseen अनुमान है

|एफn(एक्स)-Φ(एक्स)|≤121321123n≈0.650n

जो लिए क्रमशः 0.205 , 0.145 और 0.103 है। के लिए वास्तविक अधिकतम मतभेद n = 10 , 20 , 40 के बारे में प्रतीत ०.००२८१ , .००,१३९ , और .०,००,६९२ के रूप में गिर करने के लिए, क्रमशः, जो बहुत छोटे होते हैं और दिखाई सी / एन के बजाय ग / √n=10,20,400.2050.1450.103n=10,20,40.००,२८१.००,१३९0.000692सी/n ।सी/n


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आप एक में राशि के वितरण का विस्तार तो Edgeworth विस्तार , आप पाते हैं कि में समान रूप से एक्स के रूप में एन → ∞ (के बाद से समरूप वितरण सममित है), इसलिए c / n सही के बारे में लगता है। वजह से ओ ( n - 1 )एफn(एक्स)=Φ(एक्स)+n-1जी(एक्स)+ओ(n-1)एक्सn→∞सी/nओ(n-1)शब्द, जो आपको एक बाउंड नहीं देता है ...
— MånsT

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धन्यवाद, ऐसा लगता है कि यह कई अन्य वितरणों के लिए भी पैटर्न की व्याख्या करता है। सी/n
— डगलस जारे

जवाबों:


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चलो आईआईडी हो यू ( - ख , ख ) यादृच्छिक चर और सामान्यीकृत योग क्यों एस एन = √यू1,यू2,...यू(-ख,ख) और संबद्ध sup आदर्श δ n = sup एक्स ∈ आर | एफ एन ( एक्स ) - Φ ( एक्स ) |

एसn=3Σमैं=1nयूमैंखn,
सुड़कना जहां F n , S n का वितरण है।
δn=सुड़कनाएक्स∈आर|एफn(एक्स)-Φ(एक्स)|,
एफnएसn

लेम्मा 1 ( Uspensky ): पर बाध्य निम्नलिखित रखती है। δ n < 1δn

δn<17.5πn+1π(2π)n+12π3nexp⁡(-π2n/24)।

सबूत । जेवी उसपेन्स्की (1937) देखें, गणितीय संभावना का परिचय , न्यूयॉर्क: मैकग्रा-हिल, पी। 305।

यह बाद में आर। शर्मन द्वारा निम्नलिखित में सुधार किया गया था।

लेम्मा 2 ( शर्मन ): उसपेन्स्की बंध पर निम्नलिखित सुधार होता है।

δn<17.5πn-(π180+17.5πn)इ-π2n/24+1(n+1)π(2π)n+12π3nइ-π2n/24।

प्रमाण : R. शेरमन देखें, N यादृच्छिक चर , Biometrika , vol के योग में सामान्य सन्निकटन की त्रुटि । ५ no, नहीं। 2, 396-398।

(पाप⁡एक्स)/एक्स


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एन=n

@Procrastinator: अच्छी पकड़।
— कार्डिनल

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