เมื่อดูผ่านเลนส์ที่มีความไม่เท่าเทียมกันน่าจะเป็นและการเชื่อมต่อกับหลายกรณีสังเกตผลลัพธ์นี้อาจดูเหมือนเป็นไปไม่ได้หรืออย่างน้อยก็น่าจะเป็นไปได้มากขึ้น
ปล่อยด้วยและไม่ทราบ เราสามารถเขียนสำหรับ(0,1)X∼N(μ,σ2)μσ2X=σZ+μZ∼N(0,1)
เรียกร้องหลัก :เป็นช่วงความเชื่อมั่นที่เป็นระดับพื้นดิน quantile ของการกระจายไคสแควร์กับหนึ่งระดับของ เสรีภาพ นอกจากนี้เนื่องจากช่วงนี้มีว่าความคุ้มครองเมื่อมันเป็นช่วงเวลาที่เป็นไปได้ที่แคบที่สุดของแบบฟอร์มสำหรับบางR[0,X2/qα)(1−α)σ2qαα (1−α)μ=0[0,bX2)b∈R
เหตุผลในการมองในแง่ดี
จำได้ว่าในกรณีด้วยที่ทั่วไปช่วงความเชื่อมั่นเป็น
ที่เป็นquantile ระดับพื้นดินของไคสแควร์กับองศาอิสระ นี้แน่นอนถือสำหรับการใด ๆ\แม้ว่านี่จะเป็นช่วงเวลาที่ได้รับความนิยมมากที่สุด (เรียกว่าช่วงเวลาเท่ากันเพื่อเหตุผลที่ชัดเจน) แต่ก็ไม่ใช่เพียงความกว้างที่เล็กที่สุด! ตามที่ควรจะเห็นได้ชัดการเลือกที่ถูกต้องอื่นคือ
n≥2T=∑ni=1(Xi−X¯)2 (1−α)σ2
(Tqn−1,(1−α)/2,Tqn−1,α/2),
qk,aakμ(0,Tqn−1,α).
ตั้งแต่จากนั้น
นอกจากนี้ยังมีความคุ้มครองอย่างน้อยalpha)T≤∑ni=1X2i
(0,∑ni=1X2iqn−1,α),
(1−α)
ดูในแง่นี้เรานั้นอาจจะเป็นในแง่ดีว่าช่วงเวลาในการเรียกร้องหลักที่เป็นจริงสำหรับ1 ความแตกต่างที่สำคัญคือไม่มีการแจกแจงแบบไคสแควร์แบบไม่มีศูนย์สำหรับกรณีของการสังเกตการณ์เดี่ยวดังนั้นเราต้องหวังว่าการใช้ควอไทล์แบบหนึ่งองศาอิสระจะทำงานได้n=1
ขั้นตอนครึ่งไปยังปลายทางของเรา ( Exploiting หางขวา )
ก่อนที่จะดำน้ำเพื่อพิสูจน์ข้อเรียกร้องหลักก่อนอื่นมาดูการอ้างสิทธิ์เบื้องต้นที่เกือบจะไม่แข็งแกร่งหรือน่าพอใจทางสถิติ แต่อาจให้ข้อมูลเชิงลึกเพิ่มเติมเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้น คุณสามารถข้ามไปที่หลักฐานการอ้างสิทธิ์หลักด้านล่างโดยไม่มีการสูญเสีย (ถ้ามี) ในส่วนนี้และบทต่อไปบทพิสูจน์ - ในขณะที่บอบบางเล็กน้อย - ขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงเบื้องต้นเท่านั้น: ความน่าจะเป็นแบบโมโนโพนิคของสมมาตรและสมมาตรและไม่แปรเปลี่ยนของการแจกแจงแบบปกติ
เสริมการเรียกร้อง :เป็นช่วงความเชื่อมั่นตราบใดที่1/2 ที่นี่คือ level quantile ของมาตรฐานปกติ[0,X2/z2α)(1−α)σ2α>1/2zαα
พิสูจน์ และโดยความสมมาตรดังนั้นในสิ่งต่อไปนี้เราสามารถรับโดยไม่สูญเสียความสามารถ ตอนนี้สำหรับและ ,
และด้วยเราเห็นว่า
นี้จะทำงานเฉพาะสำหรับเนื่องจากว่าเป็นสิ่งที่จำเป็นสำหรับ0|X|=|−X||σZ+μ|=d|−σZ+μ|μ≥0θ≥0μ≥0
P(|X|>θ)≥P(X>θ)=P(σZ+μ>θ)≥P(Z>θ/σ),
θ=zασP(0≤σ2<X2/z2α)≥1−α.
α>1/2zα>0
สิ่งนี้พิสูจน์ข้อเรียกร้องเสริม ในขณะที่เป็นตัวอย่างมันไม่ได้แยกแยะจากมุมมองเชิงสถิติเนื่องจากมันต้องการขนาดใหญ่ที่ไร้เหตุผลในการทำงานα
การพิสูจน์การอ้างสิทธิ์หลัก
การปรับแต่งของอาร์กิวเมนต์ข้างต้นนำไปสู่ผลลัพธ์ที่จะทำงานในระดับความเชื่อมั่นโดยพลการ ก่อนอื่นให้สังเกตว่า
ตั้งและ0 จากนั้น
หากเราสามารถแสดงให้เห็นว่าด้านขวามือเพิ่มขึ้นในสำหรับทุก ๆ ค่าคงที่ดังนั้นเราสามารถใช้อาร์กิวเมนต์ที่คล้ายกันเช่นเดียวกับในอาร์กิวเมนต์ก่อนหน้า อย่างน้อยน่าจะเป็นไปได้เพราะเราอยากจะเชื่อว่าถ้าค่าเฉลี่ยเพิ่มขึ้นก็จะเป็นไปได้มากขึ้นที่เราจะเห็นค่าที่มีโมดูลัสที่เกิน
P(|X|>θ)=P(|Z+μ/σ|>θ/σ).
a=μ/σ≥0b=θ/σ≥0P(|Z+a|>b)=Φ(a−b)+Φ(−a−b).
abb. (อย่างไรก็ตามเราต้องระวังว่ามวลจะลดลงเร็วแค่ไหนที่หางซ้าย!)
ชุด(-ab) จากนั้น
โปรดทราบว่าและบวก ,จะลดลงในยูตอนนี้สำหรับมันเป็นเรื่องง่ายที่จะเห็นว่า(ข) ข้อเท็จจริงเหล่านี้นำมารวมกันได้อย่างง่ายดายบ่งบอกว่า
สำหรับและคงที่fb(a)=Φ(a−b)+Φ(−a−b)
f′b(a)=φ(a−b)−φ(−a−b)=φ(a−b)−φ(a+b).
f′b(0)=0uφ(u)ua∈(0,2b)φ(a−b)≥φ(−b)=φ(b)f′b(a)≥0
a≥0b≥0
ดังนั้นเราได้แสดงให้เห็นว่าสำหรับและ ,
a≥0b≥0
P(|Z+a|>b)≥P(|Z|>b)=2Φ(−b).
แก้ทั้งหมดนี้ถ้าเรารับเราจะได้
ซึ่งสร้างการอ้างสิทธิ์หลักθ=qα−−√σ
P(X2>qασ2)≥P(Z2>qα)=1−α,
หมายเหตุการปิด : การอ่านอย่างถี่ถ้วนของอาร์กิวเมนต์ข้างต้นแสดงให้เห็นว่ามันใช้เฉพาะคุณสมบัติสมมาตรและ unimodal ของการแจกแจงแบบปกติ ดังนั้นวิธีการทำงานแบบอะนาล็อกเพื่อรับช่วงความเชื่อมั่นจากการสังเกตเพียงครั้งเดียวจากตระกูลระดับตำแหน่งแบบ unimodal ใด ๆ เช่นการแจกแจง Cauchy หรือ Laplace