Inégalité binomiale
Bonjour à tous
Savez vous prouver que $$
P \Big(X \ge \frac{K}{2}\Big) \le \exp\Big(\frac{-K}{8}\Big)
$$ avec $X$ qui suit $\text{Bin}(K,\frac{1}{4}).$
Merci et bon dimanche !
Savez vous prouver que $$
P \Big(X \ge \frac{K}{2}\Big) \le \exp\Big(\frac{-K}{8}\Big)
$$ avec $X$ qui suit $\text{Bin}(K,\frac{1}{4}).$
Merci et bon dimanche !
Réponses
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Inégalité de Chernoff.
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C'est-à-dire ?
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$\Pr(X\geq K/2)=\Pr(e^X\geq e^{K/2})\leq e^{-K/2}\mathbb{E}(e^X)=A^K$ avec $A=\frac{1}{4}(3e^{-1/2}+e^{1/2})\leq e^{-1/8}.$ On peut d'ailleurs montrer que $$(\Pr(X\geq K/2))^{1/K}\to_{K\to \infty}A$$
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Merci P. comment trouvez vous $A$ ?
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J'ai compris P merci à LOU16 !
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Tu as lu mon papier ci-dessus ?
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noix de totos. Effectivement ça marche ! Mais n'y a-t-il pas plus simple ? Quitte à rependre les idées de la démo de [large]C[/large]hernoff que je ne connais pas.
[Herman Chernoff (1923- ) prend toujours une majuscule. AD] -
C'est bon j'ai compris la méthode de P. merci à LOU16 !
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Attends mais une binomiale c'est une somme de Bernoulli sur $\{0,1\}$ pas sur $\{-\frac{1}{2}, \frac{1}{2} \}$. Et ça change quelque chose car dans ce cas $A = \mathbb{E}(\exp{X}) = \frac{1}{4} \exp(1) + \frac{3}{4} $ qui n'est plus $\le \exp(-\frac{1}{8})$ !
[ Bernoulli ne prend pas de 'i' avant ses deux 'll'. ;-) AD] -
P. a étudié une binomiale sur les nombres réels de la forme $\frac{i}{2}$ avec $i \in \{-K,\ldots,K\}$. Et non pas une binomiale sur $\{0,\dots,K\}$.
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Mais non ! Je répète ce que P a dit :
$P(X\ge K/2) = P(\exp(X) \ge \exp(K/2)) \le \frac{1}{\exp(K/2)} \cdot E[\exp(X)]$.
Or $\exp(X) = \big[q+p\exp(1)\big]^K$, avec $p=\frac{1}{4}$, $q=\frac{3}{4}$.
Ça donne : $$P(X\ge K/2) \le
\frac{[q+p\exp(1)]^K}{\exp(K/2)} =
\Big[
\frac{q+p\exp(1)}{\exp(1/2)}\Big]^K = A^K,$$ pour $A$ ce que P a dit. -
L'inégalité $A=\frac{1}{4}(3e^{-1/2}+e^{1/2})\leq e^{-1/8}$ est vraie, mais vraiment ric-rac. (le quotient de la gauche par la droite vaut $\simeq 0.9825$)
En revanche, je ne sais pas trop la comprendre sans calculatrice. -
Pour montrer $A<e^{-1/8}$ on prend $a=\frac{1}{2}(\log 3-1)$ et on a $$A= \frac{\sqrt{3}}{2}\cosh a\leq \frac{\sqrt{3}}{2}e^a= \frac{3}{2}e^{-1/2}$$ Appliquons alors l'inegalite $\log (1+b)<b-\frac{b^2}{2}$ a la valeur $b=1/2$ pour avoir exactement $\log (3/2)\leq 3/8.$
Edit $\log (1+b)>b-\frac{b^2}{2}$ et non l'inverse! On cherche encore une demonstration sans machine. -
Profites-en quand même pour faire des recherches sur l'inégalité de Chernoff, très utilisée et bien connue des probabilistes.
Taper simplement "Chernoff bound" dans Qwant (ou autre) amène déjà une foultitude d'infos. -
Vu :!
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Bonjour!
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