iidガンマ変量の合計の制限


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レッツ確率密度関数とは独立同一分布確率変数のシーケンスです。 ショーそのf x = { 1X1,X2,

f(x)={12x2exif x>0;0otherwise.
limnP[X1+X2++Xn3(nn)]12

私が試みたもの

問題は下限を表示することを求めているため、一見してチェビシェフの不等式を使用する必要があると思いました。しかし、問題が中央限界定理(CLT)に何らかの形で関連している可能性があることを明確に示す限界標識について考えました X1+X2++Xn

ましょうSn=X1+X2++Xn

E(Sn)=i=0nE(Xi)=3n (since E(Xi)=3)V(Sn)=i=0nV(Xi)=3n (since V(Xi)=3 and Xi are i.i.d)

さて、CLTを使用して、大きな、 またはnX1+X2+........+XnN(3n,3n)

z=Sn3n3nN(0,1) as n

今、

limnP[X1+X2+........+Xn3(nn)]=limnP(Sn3n3n)=limnP(Sn3n3n3)=P(z3)=P(3z<0)+P(z0)=P(3z<0)+12(1)

以来したがってから、(1) {inftyの\にN \} \ lim_ \限界P [X_1 + X_2 + ...... + X_n \ ge 3(n- \ sqrt {n})] \ ge \ frac {1} {2}P(3z<0)0(1)

limnP[X1+X2+........+Xn3(nn)]12

私は正しいですか?


1
CLTは妥当なアプローチのようですが、 " "は意味をなさない..limnP[X1+X2+........+Xn3(nn)]=P(Sn3n3n)
P.Windridge

私はそれがあるべきだと思う
limnP[X1+X2+........+Xn3(nn)]=limnP(Sn3n3n)=limnP(Sn3n3n3)=P(z3)

6
別の方法として、iid 、つまりと考えてください。ガンマ確率変数の中央値は閉じた形式でませんが、大きな、確率変数の中央値はと間にあることわかっています(Wikipediaを参照)。以来、は、右側の確率質量嘘の少なくとも半分でなければならない。XiΓ(3,1)X1+X2++XnΓ(3n,1)nΓ(3n,1)3n133n3(nn)<3n133(nn)
Dilip Sarwate、

回答:


3

チェビシェフの不等式が機能することは間違いありませんでした。 これは、このようなシーケンスの多くに適用されるやや粗雑ですが有効な境界を提供します。このシーケンスの重要な特徴は、部分和の分散が最大で比例して増加することです。n

次に、平均がで有限分散がの無相関変数シーケンスの非常に一般的なケースを考え してみましょう最初の合計である、それらのXiμiσi2.Ynn

Yn=i=1nXi.

したがって、の平均はYn

mn=i=1nμn

そしてその分散は

sn2=Var(Yn)=i=1nVar(Xi)+2j>iCov(Xi,Xj)=i=1nσi2.

仮定すると直線的に最大で成長する:sn2nである、番号が存在するように、すべての十分に大きいため してみましょう(未定)、ということを観察λ>0n, sn2λ2n.k>0

mknmkλsn,

チェビシェフの不等式をに適用して、Yn

Pr(Ynmnkn)Pr(Ynmnkλsn)Pr(|Ynmn|kλsn)1λ2k2.

最初の2つの不等式は基本的なものです。連続する各イベントは前のイベントのサブセットであるため、これらの不等式が続きます。


手近な場合には、ここで手段を有する独立した(したがって無相関)であると分散我々有するとXiμi=3σi2=3,mn=3n

sn=3n,

ですから、を同じくらい小さくすることができます 質問のイベントは対応しますここで、λ3.3(nn)=μn3nk=3,

Pr(Yn3n3n)13 232=23>12,

QED。

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