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Asintótica consistencia con los no-cero de la varianza asintótica - ¿qué representa?

El problema ha surgido antes, pero quiero hacerles una pregunta específica que se tratan de obtener una respuesta que aclare (y clasificación):

En "Pobre Hombre Asymptotics", uno se mantiene una clara distinción entre

  • (a) una secuencia de variables aleatorias que converge en probabilidad a una constante

en contraste con la

  • (b) una secuencia de variables aleatorias que converge en probabilidad para una variable aleatoria (y por lo tanto en la distribución).

Pero en "el Hombre Sabio de la Asymptotics", también podemos tener el caso de

  • (c) una secuencia de variables aleatorias que converge en probabilidad a una constante, mientras que el mantenimiento de un no-cero de la varianza en el límite.

Mi pregunta es (el robo de mi propia exploratorio respuesta a continuación):

¿Cómo podemos entender un estimador es asintóticamente consistente, pero también tiene un valor distinto de cero, varianza finita? Lo que hace esta variación refleja? Cómo su comportamiento difiere de una "costumbre" estimador coherente?

Los hilos relacionados con el fenómeno descrito en el párrafo (c) (vea también en los comentarios):

10voto

Guillaume Dehaene Puntos 740

No voy a dar una respuesta satisfactoria a su pregunta, ya que me parece un poco demasiado abierto, pero vamos a tratar de arrojar algo de luz sobre el por qué de esta pregunta es una pregunta difícil.

Creo que usted está luchando con el hecho de que el convencional topologías utilizamos en las distribuciones de probabilidad y variables aleatorias son malos. He escrito una pieza más grande sobre esto en mi blog , pero permítanme resumir: usted puede converger en la debilidad (y el total de la variación) sentido mientras violar commonsensical hipótesis acerca de lo que la convergencia de medios.

Por ejemplo, usted puede converger en la topología débil hacia una constante, mientras que tener varianza = 1 (que es exactamente lo que su $Z_n$ secuencia está haciendo). Entonces hay un límite de distribución (en la topología débil) que es este monstruous variable aleatoria que es la mayoría del tiempo es igual a 0, pero infinitamente rara vez igual a infinito.

Yo, personalmente, esto significa que la topología débil (y el total de la variación de la topología demasiado) es un pobre concepto de convergencia que deben ser descartados. La mayoría de las convergencias que en realidad el uso son más fuertes que eso. Sin embargo, yo no sé realmente lo que deberíamos utilizar en lugar de la topología débil muuuy ...

Si usted realmente quiere encontrar una diferencia esencial entre el$\hat \theta= \bar X+Z_n$$\tilde \theta=\bar X$, aquí está mi opinión: ambos estimadores son equivalentes para el [0,1]-pérdida (cuando el tamaño de tu error no importa). Sin embargo, $\tilde \theta $ es mucho mejor si el tamaño de tus errores importa, porque $\hat \theta$ a veces falla catastróficamente.

9voto

Jeff Bauer Puntos 236

27-10-2014: por Desgracia (para mí que es), nadie ha aportado una respuesta aquí -tal vez porque se parece a un extraño, "patológico" problema teórico y nada más?

Así, para citar un comentario por usuario el Cardenal (de la que hablaré posteriormente explorar)

"Aquí es un punto de absurdo, pero simple ejemplo. La idea es ilustrar exactamente lo que puede ir mal y por qué. Tiene práctica aplicaciones (mi énfasis). Ejemplo: Considere el típico yo.yo.d. modelo con finito el segundo momento. Deje $\hat θ_n=\bar X_n+Z_n$ donde $Z_n$ es independiente de $\bar X_n$ $Z_n=\pm an$ cada uno con una probabilidad de $1/n^2$ e es cero de lo contrario, con $a>0$ arbitrarias. A continuación, $\hat θ_n$ es imparcial, ha varianza acotada abajo por $a^2$, e $\hat θ_n→\mu$ casi seguramente (es muy consistente). Os dejo como ejercicio en el caso de el sesgo".

El maverick variable aleatoria aquí es $Z_n$, así que vamos a ver qué podemos decir acerca de él.
La variable tiene el apoyo $\{-an,0,an\}$ con las probabilidades correspondientes a $\{1/n^2,1-2/n^2,1/n^2\}$. Es simétrica alrededor de cero, por lo que tenemos

$$E(Z_n) = 0,\;\; \text{Var}(Z_n) = \frac {(-an)^2}{n^2} + 0 + \frac {(an)^2}{n^2} = 2a^2$$

En estos momentos no dependen $n$, por lo que supongo que nos permite trivialmente escribir

$$\lim_{n\rightarrow \infty} E(Z_n) = 0,\;\;\lim_{n\rightarrow \infty}\text{Var}(Z_n) = 2a^2$$

Pobre Hombre Asymptotics, sabemos de las condiciones para los límites de momentos a la igualdad de los momentos de la limitación de la distribución. Si el $r$-ésimo momento de la finitos caso de distribución converge a una constante (como es nuestro caso), entonces, si por otra parte,

$$\exists \delta >0 :\lim \sup E(|Z_n|^{r+\delta}) < \infty $$

el límite de la $r$-ésimo momento será el $r$-ésimo momento de la limitación de la distribución. En nuestro caso

$$E(|Z_n|^{r+\delta}) = \frac {|-an|^{r+\delta}}{n^2} + 0 + \frac {|an|^{r+\delta}}{n^2} = 2a^{r+\delta}\cdot n^{r+\delta-2}$$

Para $r\geq2$ este diverge para cualquier $\delta >0$, por lo que esta suficiente condición no se cumple para la varianza (sí para la media).
Tomar de otra manera: ¿Cuál es la distribución asintótica de $Z_n$? ¿El CDF de $Z_n$ converge a un no-degenerada CDF en el límite?

No se ve como se hace: la limitación de apoyo se $\{-\infty, 0, \infty\}$ (si se nos permite escribir esto), y las probabilidades correspondientes a $\{0,1,0\}$. Parece una constante para mí.
Pero si no tenemos una limitación de la distribución, en primer lugar, ¿cómo podemos hablar de sus momentos?

Luego, volviendo a la estimador $\hat \theta_n$, ya que el $\bar X_n$ también converge a una constante, parece que

$\hat \theta_n$ no tiene (no trivial) la limitación de la distribución, pero no tener una variación en el límite. O, tal vez, esta variación es infinito? Pero una infinita variación constante de la distribución?

¿Cómo podemos entender esto? ¿Qué nos dice acerca de la calculadora? ¿Cuál es la diferencia esencial, en el límite, entre el$\hat \theta_n = \bar X_n + Z_n$$\tilde \theta_n = \bar X_n$?

4voto

JohnRos Puntos 3211

Un estimador es consistente en la probabilidad, pero no en el MSE, si hay una arbitrariamente pequeña probabilidad de que el estimador de "explosión". Mientras una interesante curiosidad matemática, para cualquier propósito práctico, esto no debería molestarte. Para cualquier propósito práctico, los peritos han finito apoya y por lo tanto no puede explotar (en el mundo real no es infinitesimalmente pequeño, ni grande).

Si usted todavía desea llamar a una continua aproximación al "mundo real", y su aproximación es tal, que se converge en probabilidad y no en el MSE, entonces lo tome como lo que es: Su estimador puede ser a la derecha con arbitrariamente grande de probabilidad, pero siempre habrá una arbitrariamente pequeña posibilidad de que estallen. Por suerte, cuando lo hace, usted se dará cuenta, por lo que, de lo contrario, usted puede confiar en ella. :-)

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