Como posso calcular


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Suponha-se que Y1,…,Yn+1 é uma amostra aleatória de uma função de distribuição contínua F . Deixe- X∼Uniform{1,…,n} ser independente do Yi 's. Como posso calcular E[∑i=1XI{Yi≤Yn+1}] ?


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Isso se parece com a expectativa condicional de uma variável aleatória I , dado que Yi≤Yn+1 . O que é I ? Ou você estava tentando escrever uma função de indicador? Como I{Yi≤Yn+1} ?
— GoF_Logistic

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Se I for uma função indicadora, use linearidade de expectativa.
— Łukasz Grad

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O que essas barras verticais significam em " I∣Yi≤Yn+1∣ "? Esta não é uma notação convencional para uma função indicadora, o que levanta dúvidas sobre o que esta pergunta está perguntando.
— whuber

Talvez o OP apenas pretendesse usar a primeira barra vertical. Isso pode significar que se pretende significar condicionamento.
— Michael R. Chernick

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@ Zen Eu acredito que você possa ter entendido mal: as edições de alguém (suas?) Corrigiram o problema da notação, não as criaram! Com a reversão, a notação estranha retornou.
— whuber

Respostas:


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Aqui está uma resposta alternativa ao @Lucas 'usando a lei das expectativas iteradas:

E[∑i=1X1(Yi≤Yn+1)]=E[E[∑i=1X1(Yi≤Yn+1)|X]]=E[∑i=1XE[1(Yi≤Yn+1)|X]]=E[∑i=1XE[1(Yi≤Yn+1)]]=E[∑i=1XE[E[1(Yi≤Yn+1)|Yn+1]]]=E[∑i=1XE[F(Yn+1)]]=E[X]E[F(Yn+1)]=n+12E[F(Yn+1)]

O terceiro passo segue da independência de e Y n + 1 de X ; o quarto passo é novamente uma aplicação da lei das expectativas iteradas; o último passo é simplesmente uma aplicação da fórmula para a expectativa de uma variável aleatória uniforme e discreta.YiYn+1X

Ao inverter a ordem da integração, obtemos a expectativa restante:

E[F(Yn+1)]=∫−∞∞F(y)dF(y)=∫−∞∞∫−∞ydF(x)dF(y)=∫−∞∞∫x∞dF(y)dF(x)=∫−∞∞(1−F(x))dF(x)=1−E[F(Yn+1)]

E[F(Yn+1)]=12

E[∑i=1X1(Yi≤Yn+1)]=n+14

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Pr{Yi≤Yn+1}=Pr{Yn+1≤Yi}i=1,…,nF

Pr{Yi≤Yn+1}=1−Pr{Yn+1<Yi}=1−Pr{Yn+1≤Yi}.
E[I{Yi≤Yn+1}]=Pr{Yi≤Yn+1}=1/2
E[∑i=1XI{Yi≤Yn+1}|X=x]=E[∑i=1xI{Yi≤Yn+1}|X=x]=∑i=1xE[I{Yi≤Yn+1}|X=x]
=∑i=1xE[I{Yi≤Yn+1}]=x2,
XYi
E[∑i=1XI{Yi≤Yn+1}]=E[E[∑i=1XI{Yi≤Yn+1}|X]]=E[X2]=n+14.

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E[∑i=1XI[Yi≤Yn+1]]=E[∑i=1nI[i≤X]I[Yi≤Yn+1]]=∑i=1nE[I[i≤X]I[Yi≤Yn+1]]=∑i=1nE[I[i≤X]]⋅E[I[Yi≤Yn+1]]=∑i=1nin⋅E[I[Yi≤Yn+1]]=∑i=1nin⋅E[F(Yn+1)]]=∑i=1nin⋅12=n+14

XY1,...,Yn+1

F(y)=P(Y≤y)=E[I[Y≤y]].

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NN>n−1

3
N=n
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