เทย์เลอร์ซีรีย์ประมาณการความคาดหวังของฟังก์ชั่นทั้งหมด (ทั้งหมด) เมื่อใด


10

รับความคาดหวังของรูปแบบสำหรับตัวแปรสุ่มบางตัวแปรและฟังก์ชันทั้งหมด (เช่นช่วงเวลาของการบรรจบกันเป็นเส้นจริงทั้งหมด)X f ( )E(f(X))Xf()

ฉันมีฟังก์ชั่นสร้างช่วงเวลาสำหรับและด้วยเหตุนี้สามารถคำนวณช่วงเวลาจำนวนเต็มได้อย่างง่ายดาย ใช้ชุดข้อมูลเทย์เลอร์รอบแล้วใช้ความคาดหวังในแง่ของชุดของช่วงเวลากลาง = f (\ mu) + \ sum_ {n = 2 } ^ {\ infty} \ frac {f ^ {(n)} (\ mu)} {n!} E \ left [(x - \ mu) ^ n \ right] ตัดชุดนี้ E_N (f (x) ) = f (\ mu) + \ sum_ {n = 2} ^ {N} \ frac {f ^ {(n)} (\ mu)} {n!} E \ left [(x - \ mu) ^ n \ขวา] XμE(x)

E(f(x))=E(f(μ)+f(μ)(xμ)+f(μ)(xμ)22!+)
EN(f(x))=f(μ)+ N n=2f ( n ) (μ)
=f(μ)+n=2f(n)(μ)n!E[(xμ)n]
EN(f(x))=f(μ)+n=2Nf(n)(μ)n!E[(xμ)n]

คำถามของฉันคือ: ภายใต้เงื่อนไขใดที่ตัวแปรสุ่ม (และอะไรเพิ่มเติมในf()เช่นกัน) การประมาณความคาดหวังมาบรรจบกันเมื่อฉันเพิ่มคำศัพท์ (เช่นlimNEN(f(x))=E(f(x)) )

เนื่องจากมันไม่ปรากฏว่ามาบรรจบกันสำหรับกรณีของฉัน (ตัวแปรสุ่มปัวซองและf(x)=xα ) มีเทคนิคอื่น ๆ สำหรับการค้นหาความคาดหวังโดยประมาณด้วยช่วงเวลาจำนวนเต็มเมื่อเงื่อนไขเหล่านี้ล้มเหลวหรือไม่?



@ โจนาธานขอบคุณ ดูการแก้ไขของฉันทันทีว่าการแก้ไขชัดเจนขึ้น มีประโยชน์มาก แต่ฉันก็ไม่สามารถแยกได้ จากนี้ดูเหมือนว่าเงื่อนไขเพียงพอสำหรับการทำงานนี้คือตัวแปรสุ่มของฉันเข้มข้นอย่างยิ่ง? แม้ว่าฉันจะมีปัญหาในการถอดรหัสว่าจะใช้ความไม่เท่าเทียมกันของ Hoeffding อย่างไรเพื่อเปรียบเทียบกับบันทึกเหล่านี้
jlperla

คุณหมายถึงอะไร "ตัวแปรสุ่มปัวซองและ " นั่นคือหนึ่งหรือสองกรณีและ pdf คืออะไร? f(x)=xα
Carl

@Carl นี้เป็นไม่กี่ปีหลัง แต่ถ้าผมจำได้ว่าตัวแปรคือสำหรับบางกับ PDF จากen.wikipedia.org/wiki/Poisson_distribution ว่าเป็นฟังก์ชั่นที่ผมกำลังคาดหวังมากกว่า iexPoisson(λ)λf(x)E(f(x))
jlperla

ไม่แน่ใจในสิ่งที่คุณถาม เวลาที่สูงขึ้นของการกระจายปัวซงเกี่ยวกับต้นกำเนิดคือพหุนามประกอบด้วย Touchard ใน :ซึ่ง {braces} แสดงถึงตัวเลข Stirling ของชนิดที่สอง? mkλ
mk=i=0kλi{ki},
Carl

คำตอบ:


1

จากสมมติฐานของคุณว่าคือการวิเคราะห์จริง ลู่เกือบแน่นอน (ในความเป็นจริงแน่นอน) เพื่อ(x)f

yn=f(μ)+f(μ)(xμ)+f(μ)(xμ)22!++f(n)(μ)(xμ)nn!
f(x)

เงื่อนไขมาตรฐานที่ซึ่งการบรรจบหมายถึงการลู่ของความคาดหวังคือ คือ thatเป็นบางเช่นที่<\ (ทฤษฎีบทการลู่เข้าครอบงำ)

E[f(x)]=E[limnyn]=limnE[yn],
|yn|yyE[y]<

เงื่อนไขนี้จะคงอยู่ถ้าชุดพลังงานรวมกันอย่างแน่นอนเช่น และ

y=n0|f(n)(μ)||xμ|nn!<a.s.
E[y]<.

ตัวอย่างของตัวแปรสุ่มของปัวซองและ ,จะแนะนำว่าการรวมตัวกันของเกณฑ์ขีด จำกัด สัมบูรณ์ข้างต้นนั้นเป็นจุดอ่อนที่สุดโดยทั่วไปf(x)=xααZ+


-1

การประมาณจะมาบรรจบกันหากฟังก์ชั่น f (x) ยอมรับการขยายตัวของอนุกรมกำลังเช่นอนุพันธ์ทั้งหมดที่มีอยู่ นอกจากนี้ยังจะประสบความสำเร็จอย่างสมบูรณ์หากอนุพันธ์ของเกณฑ์เฉพาะและสูงกว่ามีค่าเท่ากับศูนย์ คุณสามารถอ้างถึง Populis [3-4] และ Stark and Woods [4]


"มันจะสำเร็จได้อย่างสมบูรณ์หากอนุพันธ์ของเกณฑ์เฉพาะและสูงกว่าเท่ากับศูนย์" ถ้าอนุพันธ์มีอยู่และมีค่าเท่ากับศูนย์นั่นเป็นอีกวิธีในการบอกพหุนาม
สะสม

นี่ไม่เป็นความจริง. เมื่อ "มีอนุพันธ์ทั้งหมด" ที่จุดของการขยายตัวของซีรีส์พาวเวอร์ซีรี่ย์ไม่จำเป็นต้องมาบรรจบกันที่ใด (ตัวอย่างมาตรฐานคือชุด Maclaurin ของ ) อีกอย่างคือแม้ว่าชุดจะมาบรรจบกันในบางจุดก็ไม่จำเป็นต้องมาบรรจบกันทุกที่ ตัวอย่างง่ายๆคือชุด Maclaurinเมื่อสิ่งนั้นเกิดขึ้นการลู่ขึ้นอยู่กับรายละเอียดของตัวแปรสุ่ม ตัวอย่างเช่นสมมติว่ามีการแจกแจงแบบนักศึกษาใด ๆ และพิจารณาในที่สุดไม่มีอยู่จริง! 1 / ( 1 - x ) X 1 / ( 1 - X ) = 1 + X + X 2 + + X n + E ( X n )e1/x2.1/(1x).X
1/(1X)=1+X+X2++Xn+.
E(Xn)
whuber
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.