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随机拟蒙特卡洛的经验Bernstein和赌注置信区间

数值分析 2026-02-03 v2 数值分析 统计计算

摘要

随机拟蒙特卡洛(RQMC)方法通过在nn个等分布点处对被积函数进行采样来估计随机变量的均值。对于加扰数字网,所得方差通常为O~(nθ)\tilde O(n^{-\theta}),其中θ[1,3]\theta\in[1,3]取决于被积函数的光滑性,O~\tilde O忽略对数因子。虽然RQMC可以比普通蒙特卡洛(MC)精确得多,但为RQMC估计获得置信区间仍然困难。我们研究了Waudby-Smith和Ramdas (2024)的一些经验Bernstein置信区间(EBCI)和对冲赌注置信区间(HBCI),当感兴趣的随机变量受已知界限约束时。当有NN个被积函数评估划分为RR个独立重复,每个重复n=N/Rn=N/R个RQMC点,且RQMC方差为Θ(nθ)\Theta(n^{-\theta})时,则最小化Bennett置信区间宽度的oracle会选择n=Θ(N1/(θ+1))n =\Theta(N^{1/(\theta+1)})。所得区间的宽度为Θ(Nθ/(θ+1))\Theta(N^{-\theta/(\theta+1)})。我们的实证研究表明,nn的最优值随NN缓慢增长,HBCI区间通常比EBCI区间更窄,且HBCI的最优nn值等于或小于oracle的值。

关键词

引用

@article{arxiv.2504.18677,
  title  = {Empirical Bernstein and betting confidence intervals for randomized quasi-Monte Carlo},
  author = {Aadit Jain and Fred J. Hickernell and Art B. Owen and Aleksei G. Sorokin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2504.18677},
  year   = {2026}
}