馬爾可夫 Markov 不等式

2022-07-12 21:48:20 字數 796 閱讀 3325

馬爾可夫不等式把概率關聯到數學期望,給出了隨機變數的分布函式乙個寬泛但仍有用的界。 

令 $x$ 為非負隨機變數,且假設 $e(x)$ 存在,則對任意的 $a > 0$ 有

$$p\left \ \leq \frac$$

馬爾可夫不等式是用來估計尾部事件的概率上界,乙個直觀的例子是:如果 $x$ 是工資,那麼 $e(x)$ 就是平均工資,假設 $a=n*e(x)$,即平均

工資的 $n$ 倍。

那麼根據馬爾可夫不等式,不超過 $1/n$ 的人會有超過平均工資的 $n$ 倍的工資。

證明如下

$$e(x) = \int_^f(x)dx = \int_^xf(x)dx + \int_^xf(x)dx \geq \int_^ xf(x)dx \geq a\int_^f(x)dx = ap\left \$$

切比雪夫不等式是馬爾科夫不等式的特殊情況。

若隨機變數 $x$ 的數學期望和方差都存在,分別設為 $e(x)$ 和 $d(x)$,則對任意的 $\varepsilon >0$,有

$$p\left \ \leq \frac}$$

通過馬爾可夫不等式可證明

$$p\left \ = p\left \ \geq \varepsilon^  \right \} \leq \frac \right \}}} = \frac}$$

切比雪夫不等式沒有限定分布的形式,所以應用廣泛,但這個界很鬆。

$\varepsilon$ 代表 $x$ 和期望 $e(x)$ 之間的距離,相差越大,則概率越小,它描述了這樣乙個事實:事件大多會集中在平均值附近

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