อะไรคือข้อพิสูจน์ของความไม่เท่าเทียมกันของรุ่น Azuma นี้ที่ไม่เป็นมาตรฐาน?


12

ในภาคผนวก B ของการส่งเสริมและความเป็นส่วนตัวที่แตกต่างโดย Dwork และคณะผู้เขียนระบุผลลัพธ์ต่อไปนี้โดยไม่มีการพิสูจน์และอ้างถึงว่าเป็นความไม่เท่าเทียมของ Azuma:

Let C1,…,Ckจะจริงมูลค่าตัวแปรสุ่มดังกล่าวว่าสำหรับทุกi∈[k] ,

  1. Pr[|Ci|≤α]=1
  2. สำหรับทุก ๆเรามี\(c1,…,ci−1)∈Supp(C1,…,Ci−1)E[Ci∣C1=c1,…,Ci−1=ci−1]≤β

จากนั้นสำหรับทุก ๆเรามี .z>0Pr[∑i=1kCi>kβ+zk⋅α]≤e−z2/2

ฉันมีปัญหาในการพิสูจน์เรื่องนี้ รุ่นมาตรฐานของความไม่เท่าเทียมกันของซูมาพูดว่า:

สมมติว่าเป็น Martingale และเกือบจะแน่นอน จากนั้นทั้งหมดเรามี2)){X0,X1,…,Xk}|Xi−Xi−1|≤γit>0Pr[Xk≥t]≤exp⁡(−t2/(2∑i=1kγi2))

เพื่อพิสูจน์ความไม่เท่าเทียมของ Azuma ที่ระบุโดย Dwork และคณะฉันคิดว่าเราควรใช้และ1}] ด้วยวิธีนี้ฉันคิดว่าเป็น Martingale แต่ทั้งหมดที่เราสามารถพูดได้ก็คือแน่นอนใช่ไหม ปัจจัยที่ทำให้เกิดปัญหาสองประการเพราะมันหมายความว่าหลังจากการทดแทนเราเพียงพบว่าซึ่งอ่อนกว่าข้อสรุปที่ระบุโดย Dwork และคณะX0=0Xi=Xi−1+Ci−E[Ci∣C1,C2,…,Ci−1]{X0,…,Xk}|Xi−Xi−1|≤2αPr[∑i=1kCi>kβ+zk⋅2α]≤e−z2/2

มีเคล็ดลับง่ายๆที่ฉันหายไปหรือไม่? เป็นคำสั่งของ Dwork และคณะ หายไปสองปัจจัย?


ข้อความในเอกสารนั้นเป็นจริง แต่ไม่ได้ตามมาจากความไม่เท่าเทียมของ Azuma รุ่น "ปกติ" ปัญหาคือว่าคำสั่งปกติถือว่าแต่ช่วงเวลาใด ๆ ของความยาวเดียวกันจะทำ; ไม่มีเหตุผลที่จะถือว่าช่วงเวลาสมมาตร Xi−Xi−1∈[−a,a]
— โทมัส

คำตอบ:


13

ฉันไม่สามารถหาข้อมูลอ้างอิงได้ดังนั้นฉันจะร่างหลักฐานที่นี่

ทฤษฎีบท. ให้เป็นตัวแปรสุ่มที่แท้จริง ให้เป็นค่าคงที่ สมมติว่าสำหรับและทั้งหมดในการสนับสนุน , เรามีX1,⋯,Xna1,⋯,an,b1,⋯,bni∈{1,⋯,n}(x1,⋯,xi−1)(X1,⋯,Xi−1)

  1. E[Xi|X1=x1,⋯,Xi−1=xi−1]≤0และ
  2. P[Xi∈[ai,bi]]=1 1

จากนั้นสำหรับทั้งหมดt≥0

P[∑i=1nXi≥t]≤exp⁡(−2t2∑i=1n(bi−ai)2).

พิสูจน์ กำหนดX_j เราอ้างว่าสำหรับทั้งหมดที่และเรามี โดยสมมติฐานและสำหรับในการสนับสนุนYi=∑j=1iXj

(*)∀i∈{1,⋯,n} ∀λ≥0     E[eλYi]≤e18λ2∑j=1i(bj−aj)2.
iλ
E[eλYi]=E[eλYi−1⋅eλXi]=E[eλYi−1⋅E[eλXi|Yi−1]].
μ(yi−1):=E[Xi|Yi−1=yi−1]≤0P[Xi∈[ai,bi]]=1yi−1Yi−1. (หมายเหตุว่า .) ดังนั้นโดยแทรก Hoeffding ของ ,สำหรับในการสนับสนุนของและทุก{R} ตั้งแต่เรามีสำหรับ , ตอนนี้การเหนี่ยวนำให้ผลตอบแทน (*) ข้างต้นYi−1=X1+⋯+Xi−1
E[eλXi|Yi−1=yi−1]≤eλμ(yi−1)+18λ2(bi−ai)2
yi−1Yi−1λ∈Rμ(yi−1)≤0λ≥0
E[eλYi]≤E[eλYi−1⋅e0+18λ2(bi−ai)2].

ตอนนี้เราใช้ความไม่เท่าเทียมกันของมาร์คอฟกับและใช้สิทธิ์ของเรา (*) สำหรับ , ในที่สุดตั้งค่าเพื่อลดการแสดงออกทางขวามือและรับผลลัพธ์ eλYnt,λ>0

P[∑i=1nXi≥t]=P[Yn≥t]=P[eλYn≥eλt]≤E[eλYn]eλt≤e18λ2∑i=1n(bi−ai)2eλt.
λ=4t∑i=1n(bi−ai)2◼

ที่ผมกล่าวถึงในความคิดเห็นของผมแตกต่างที่สำคัญระหว่างนี้และคำสั่ง "ปกติ" ของความไม่เท่าเทียมกันของซูมาเป็นที่ต้องการมากกว่าเป็น] อดีตให้ความยืดหยุ่นมากขึ้นและสิ่งนี้ช่วยประหยัด 2 ปัจจัยในบางกรณีXi∈[ai,bi]Xi∈[−a,a]

โปรดทราบว่าตัวแปรสุ่มในการพิสูจน์เป็น supermartingale คุณสามารถรับความไม่เท่าเทียมของ Azuma รุ่นปกติได้โดยรับ Martingale , ตั้งค่าและ (โดยที่ ) จากนั้นใช้ผลลัพธ์ข้างต้นYiY1,⋯,YnXi=Yi−Yi−1[ai,bi]=[−ci,ci]P[|Yi−Yi−1|≤ci]=1


ในบรรทัดแรกของการพิสูจน์ก็สันนิษฐานว่าควรจะ (ผูกไว้บนของผลรวมเป็นมากกว่า ) ....Yi=∑j=1iXjin
— Dougal

1
หลักฐานจะได้รับในเอกสารโดย Dubhashi และ Panconesi
— Kristoffer Arnsfelt Hansen

@KristofferArnsfeltHansen: เยี่ยมมาก คุณมีลิงค์หรือไม่?
— โทมัส
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.