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求和随机变量方差与第二矩的尖锐解耦不等式

概率论 2025-12-23 v1 统计理论 统计理论

摘要

完全解耦和切向解耦是两类旨在比较两个随机过程的经典工具,其中一个过程的依赖结构较弱。我们给出一种新型的完全解耦不等式的证明方法,该不等式为非负平方可积随机变量之和i=1ndi\sum\limits^n_{i=1} d_i提供下界:12E(i=1nzi)2E(i=1ndi)2\frac{1}{2} \mathbb E \left( \sum\limits^n_{i=1} z_i \right)^2 \leq \mathbb E \left( \sum\limits^n_{i=1} d_i \right)^2,其中zi=Ldi z_i \stackrel{\mathcal{L}}{=} d_izi z_i彼此独立。随后我们给出以下尖锐切向解耦不等式:Var(i=1ndi)2Var(i=1nei)\mathbb Var \left( \sum\limits^n_{i=1} d_i\right) \leq 2 \mathbb Var \left( \sum\limits^n_{i=1} e_i\right),以及E(i=1ndi)22E(i=1nei)2[E(i=1nei)]2\mathbb E \left( \sum\limits^n_{i=1} d_i\right)^2 \leq 2 \mathbb E \left( \sum\limits^n_{i=1} e_i\right)^2 - \left[ \mathbb E \left( \sum\limits^n_{i=1} e_i\right) \right]^2,其中{ei}\{e_i\}{di}\{d_i\}的解耦序列,且di d_i不必为非负。我们还提供了将这些不等式应用于构造Chebyshev型不等式和Paley-Zygmund型不等式,以及对随机停止和的第二矩进行界定的应用。

关键词

引用

@article{arxiv.2512.19063,
  title  = {Sharp Decoupling Inequalities for the Variances and Second Moments of Sums of Dependent Random Variables},
  author = {Victor H. de la Pena and Heyuan Yao and Demissie Alemayehu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2512.19063},
  year   = {2025}
}