二项式分布函数何时高于/低于其极限泊松分布函数?


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令表示二项分布函数(DF),其参数和在: \ begin {equation} B(n,p,r)= \ sum_ {i = 0} ^ r \ binom {n} {i} p ^ i(1-p)^ {ni},\ end {equation } 和让F(\ NU,R)表示泊松DF与参数A \在\ mathbb R 2 +在评价中的R \ \ {0,1,2,\ ldots \} \开始{方程} F(一,r)= e ^ {-a} \ sum_ {i = 0} ^ r \ frac {a ^ i} {i!}。\ end {equation}B(n,p,r)nNp(0,1)r{0,1,,n}

B(n,p,r)=i=0r(ni)pi(1p)ni,
F(ν,r)aR+r{0,1,2,}
F(a,r)=eai=0raii!.

考虑p0,并让n被定义为a/pd,其中d是量级的恒定1。由于npa,对于所有r,函数B(n,p,r)收敛到F(a,r),这是众所周知的。F(a,r)r

与上面的定义n,我感兴趣的确定的值a为其

B(n,p,r)>F(a,r)p(0,1),
以及类似的
B(n,p,r)<F(a,r)p(0,1).
我已经能够证明所述第一不等式成立为a充分小于r ; 更具体地,对于a大于一定界下g(r),用g(r)<r。类似地,第二不等式成立为a足够大于r,即用于a大于某个界限h(r),其中h(r)>r。(的界限表达g(r)h(r)是不相关的在这里。我将提供细节感兴趣的人。)但是,计算结果表明,这些不平等保持较宽松的界限,也就是说,对于a接近r比我可以证明。

因此,我想知道是否存在一些定理或结果确定每个不等式在什么条件下成立(对于所有p);也就是说,当保证二项式DF高于/低于其极限泊松DF时。如果不存在这样的定理,那么朝着正确方向的任何想法或指针将不胜感激。

请注意,在math.stackexchange.com 中发布了一个类似的问题,用不完整的beta和gamma函数表示,但没有答案。


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这是一个有趣的问题,尽管我认为这将有助于弄清一些事情,特别是哪些是“运动部件”,哪些不是。看来你想了界限,拥有均匀的每个固定。但是,在这里的作用是什么?没关系,但是需要介绍吗?一种方法可能是根据泊松过程的等待时间来观察事物,并将其与二项式随机变量的相关几何等待时间(通过取每个的上限)耦合。但这可能不会产生您要寻找的统一界限。p rd
2013年

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@cardinal感谢您抽出宝贵的时间。是的,我希望界线在p中是一致的。所有其他参数都是固定的(但可选)。只是一个这样的自由参数。例如,一个假设结果可能如下:“对于任何大于自然和任何,对于所有和所有,第一个不等式成立。 ;以及所述第二保持用于所有和所有。dr2d(1,1)a<rrp(0,1)a>r+rp(0,1)
路易斯Mendo

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当您使用泊松rv来估计不必要的独立bernoulli变量之和时,存在一种斯坦因(chen chen)理论来估计误差。不确定您的问题。
2014年

对于有限,二项式分布具有从上方的封闭支撑。它的大小可以选择(通过选择),但是它是封闭的。另一方面,泊松分布具有无限支持。由于我们正在查看CDF,因此对于任何有限的,对于 任何允许值,我们总会有 。因此,OP发生第二次不等式的条件将始终至少包括“ for ...”nnn
B(n,p,r=n)=1>F(a,n)
p,ar<n
Alecos Papadopoulos

查看DID的答案在这里:math.stackexchange.com/questions/37018/...
亚历R.

Answers:


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关于以下内容:

  • 二项式分布的均值是np

  • 方差为np(1p)

  • 泊松分布的平均值是,我们可以想象为λn×p

  • 泊松的方差与均值相同

现在,如果泊松是具有参数和的二项式的极限,使得增加到无穷大,并且减小到零,而它们的乘积保持恒定,则假定和没有收敛到它们各自的极限,则表达式始终大于,因此二项式的方差小于Poisson的方差。这意味着二项式在尾部以下,而在其他地方以上。npnpnpnpnp(1p)


感谢您的贡献。在我看来,它无法解决这个问题,因为(1)OP对CDF感兴趣,而不对PDF感兴趣。(2)他要求定量的答案。
ub
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