Nilai yang diharapkan dari rasio variabel acak berkorelasi?


9

Untuk variabel acak independen dan , apakah ada bentuk ekspresi tertutup untukαβ

E[αα2+β2]

dalam hal nilai dan varian yang diharapkan dari dan ? Jika tidak, adakah batas bawah yang baik dari harapan itu?αβ

Pembaruan: Saya mungkin juga menyebutkan bahwa dan . Saya dapat mengontrol varians pada dan , dan saya memikirkan pengaturan di mana varian kedua dan relatif kecil dibandingkan dengan . Mungkin kedua standar deviasi mereka kurang dari 0,3.E[α]=1E[β]=0αβαβE[α]


Mungkin tidak. Apakah Anda memiliki formulir eksplisit untukα,β?
— Alex R.

Sayangnya saya tidak. Saya hanya memiliki sarana dan batas atas pada varians mereka. Adakah pemikiran analitik pada batas bawah ekspektasi? Itu selalu antara 0 dan 1. Saya berpikir untuk melakukan sesuatu dengan ketidaksetaraan Chebyshev tetapi bertanya-tanya apakah ada cara yang lebih baik.
— Jeff

1
Apakah Anda tahu distribusi gabungan α dan β? Misalnya. Multivarian normal?
— Matthew Gunn

Tidak, saya tidak dapat menganggap mereka multivarian normal. Saya hanya memiliki bahwa mereka independen. Saya berharap mereka masing-masing secara umum normal, tetapi saya tidak bisa mengandalkan itu. Saya perlu batas bawah yang benar. Terima kasih sudah bertanya!
— Jeff

Jawaban:


2

Saya memikirkan satu batas bawah, meskipun saya pikir itu tidak terlalu ketat. Saya hanya memilih nilai sewenang-wenang kurang dari rata-rataα dan nilai arbitrer lain di sekitar mean β2. Karena harapan adalah variabel acak non-negatif, dan karenaα dan β independen,

E[αα2+β2]≥12P(α≥12)P(β2≤14).

Dengan ketidaksetaraan Chebyshev,

P(α≥12)=P(α-1≥-12)≥P(|α-1|≤12)=1-P(|α-1|≥12)≥1-4vSebuahr(α)

Dengan ketidaksetaraan Markov,

P(β2≤14)=1-P(β2≥14)≥1-4E[β2]=1-4vSebuahr(β)

Karena itu,

E[αα2+β2]≥12(1-4∗0,32)(1-4∗0,32)>0,28

Apakah cara yang lebih standar / sistematis untuk melakukan apa yang saya lakukan di sini, yang semakin terikat?


1
Saya tidak percaya batas bawah ini 0,28. Sebagai contoh tandingan, biarkanα ambil nilainya (1+hal)/(1-hal) dengan probabilitas 1-hal dan -1 dengan probabilitas hal, jadi artinya adalah 1. Membiarkanβ pada dasarnya nol (dibandingkan dengan |α|). Kemudianα/α2+β2 mengambil nilai -1 dengan probabilitas hal dan 1 dengan probabilitas 1-hal, membuat harapannya 1−2p. Memilihp≈1 menunjukkan harapan dibatasi hanya oleh −1, dan ini adalah batas bawah terbaik.
— whuber

@whuber - As p pergi ke 1, bukan varians dari αdi counterexample Anda pergi ke infinity? Namun dalam pertanyaan, varians keduanyaα dan β dibatasi oleh 0.3. Maaf karena tidak menulis dengan lebih jelas dalam pertanyaan.
— Jeff

Saya melihat ada cacat dalam jawaban saya: Saya berasumsi α/α2+β2≥0tapi itu salah. Agakα/α2+β2≥-1, seperti yang Anda perhatikan. Saya ingin tahu apakah jawabannya dapat diperbaiki.
— Jeff

1
Anda dapat mencapai batas maksimum -σ2(2+σ2) ketika varians α adalah σ2. Lakukan ini dengan membuatnyaβ identik nol dan membiarkan α mengambil dua nilai: satu sangat kecil tetapi negatif, dengan probabilitas (1+σ2)/(2+σ2); nilai lainnya adalah2+σ2.
— whuber

Saya pikir itu memecahkan masalah saya. Sangat banyak. Apakah Anda mempostingnya sebagai jawaban agar saya dapat menerimanya?
— Jeff
Dengan menggunakan situs kami, Anda mengakui telah membaca dan memahami Kebijakan Cookie dan Kebijakan Privasi kami.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.