A entropia de uma distribuição barulhenta


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Digamos que temos uma função f:Z2n→R tal que efé uma distribuição, ou seja,∑x∈Z n 2 f(x)=1.

∀x∈Z2nf(x)∈{1 12n,22n,...,2n2n},
f∑x∈Z2nf(x)=1 1

A entropia de Shannon de é definida da seguinte forma: H ( f ) = - ∑ x ∈ Z n 2 f ( x ) log ( f ( x ) ) .f

H(f)=-∑x∈Z2nf(x)registro⁡(f(x)).

Deixe haver alguma constante. Digamos que temos um ε versão -Noisy de f ( x ) , ou seja, temos uma função ~ f : Z n 2 → R tal que | ˜ f ( x ) - f ( x ) | < ϵ para cada x ∈ Z n 2 . Qual é o efeito do ruído na entropia? Ou seja, podemos obrigado H ( ~ f ) por uma função de "razoável" de εϵϵf(x)f~:Z2n→R|f~(x)-f(x)|<ϵx∈Z2nH(f~)ϵe , tais como: ( 1 - ε ) H ( f ) < H ( ~ f ) < ( 1 + ε ) H ( f ) , ou mesmo, ( 1 - ε c n ) d H ( f ) < H ( ~ f ) < ( 1 + ε c n )H(f)

(1 1-ϵ)H(f)<H(f~)<(1 1+ϵ)H(f),
para algumas constantes c , d .
(1 1-ϵcn)dH(f)<H(f~)<(1 1+ϵcn)dH(f),
c,d

Edit: Tentando sentir o efeito do ruído na entropia de Shannon, qualquer aditivo "razoável" ligado a também seria muito interessante.H(f~)

Respostas:


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Esse limite não é possível. Considere o caso em quefS2δ⋅nf~δS

ff~(1 1-δ)⋅2-δ⋅nH(f)=δ⋅nH(f~)≈(1 1-δ+δ2)⋅n(1 1-δ)2⋅nδ

δ=registro⁡(1 1/ε)nε≈n-2registro⁡(1 1/ε)


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Você quer dizer ϵn

Obrigado pela correção. Não sei qual é a resposta para um limite aditivo.
— Ou Meir

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@DanaMoshkovitz - O caso de um limite aditivo é realmente muito relevante. Vou adicioná-lo à pergunta. Obrigado por apontar isso!

@OrMeir - Ajustar levemente seu exemplo produz uma função que contradiz o primeiro tipo de limite multiplicativo que eu solicitei (mesmo para funções com ), no entanto, não consegui encontrar um exemplo para o segundo tipo de limite multiplicativo Eu perguntei sobre (assumindo H ( f )H(f)≠0 0H(f)≠0 0
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