Begrenzende Summe der iid Gamma-Variationen


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Sei X1,X2,… eine Folge von unabhängig und identisch verteilten Zufallsvariablen mit der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion;

f(x)={12x2e−xif x>0;0otherwise.
Zeigen Sie, dass
limn→∞P[X1+X2+…+Xn≥3(n−n)]≥12

Was ich versucht habe

Auf den ersten Blick dachte ich, es sollte Chebyshevs Ungleichung verwenden, da die Frage eine Untergrenze . Ich dachte jedoch über das Grenzwertzeichen nach, das eindeutig anzeigt, dass das Problem in irgendeiner Weise mit dem zentralen Grenzwertsatz (CLT) zusammenhängen kann. X1+X2+…+Xn

Sei E ( S n ) = n ∑ i = 0 E ( X i ) = 3 n ( da  E ( X i ) = 3 )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)

Verwenden Sie jetzt CLT für großes , X 1 + X 2 + . . . . . . . . + X n ∼ N ( 3 n , 3 n ) Oder z = S n - 3 nnX1+X2+........+Xn∼N(3n,3n)

z=Sn−3n3n∼N(0,1) as n→∞

Nun ist

limn→∞P[X1+X2+........+Xn≥3(n−n)]=limn→∞P(Sn−3n≥−3n)=limn→∞P(Sn−3n3n≥−3)=P(z≥−3)=P(−3≤z<0)+P(z≥0)=P(−3≤z<0)+12⋯(1)

Da , also aus(1), lim n → ∞ P[X1+X2+. . . . . . . . +Xn≥3(n- √P(−3≤z<0)≥0(1)

limn→∞P[X1+X2+........+Xn≥3(n−n)]≥12

Hab ich recht?


1
CLT scheint einen vernünftigen Ansatz , aber " "macht keinen Sinn ..limn→∞P[X1+X2+........+Xn≥3(n−n)]=P(Sn−3n≥−3n)
— P. Windridge

Ich denke, es sollte
limn→∞P[X1+X2+........+Xn≥3(n−n)]=limn→∞P(Sn−3n≥−3n)=limn→∞P(Sn−3n3n≥−3)=P(z≥−3)

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Xi∼Γ(3,1)X1+X2+⋅+Xn∼Γ(3n,1)nΓ(3n,1)3n−133n3(n−n)<3n−133(n−n)

Antworten:


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n

Xiμiσi2.Ynn

Yn=∑i=1nXi.

Yn

mn=∑i=1nμn

und seine Varianz ist

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

Suppose sn2 grows at most linearly with n: that is, there exists a number λ>0 such that for all sufficiently large n, sn2≤λ2n. Let k>0 (yet to be determined), observe that

m−kn≤m−kλsn,

and apply Chebyshev's Inequality to Yn to obtain

Pr(Yn≥mn−kn)≥Pr(Yn≥mn−kλsn)≥Pr(|Yn−mn|≤kλsn)≥1−λ2k2.

The first two inequalities are basic: they follow because each successive event is a subset of the preceding one.


In the case at hand, where Xi are independent (and therefore uncorrelated) with means μi=3 and variances σi2=3, we have mn=3n and

sn=3n,

whence we may take λ as small as 3. The event in the question 3(n−n)=μn−3n corresponds to k=3, where

Pr(Yn≥3n−3n)≥1−3 232=23>12,

QED.

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