Question:
Le mode d'une distribution binomiale de Poisson est-il à côté de la moyenne?
cangrejo
2020-01-15 15:58:46 UTC
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Une variable binomiale de Poisson $ X \ sim PB (p_1, \ dots, p_n) $ est la somme de $ n $ variables de Bernoulli indépendantes, pas nécessairement identiques, $ X_1, \ dots, X_n $ : $$ X = \ somme_ {i = 1} ^ n X_i, $$ avec $ X_i \ sim Ber (p_i) $ .

La distribution binomiale de Poisson est unimodale et $ \ mathbb E [X] = \ sum_ {i = 1} ^ np_i = \ mu. $

Question: est-ce toujours le cas que le mode est soit $ \ lfloor \ mu \ rfloor $ soit $ \ lceil \ mu \ rceil $ ?


Il me semble que c'est le cas. La distribution PB est une généralisation de la distribution binomiale et a une entropie inférieure ou égale. La masse de probabilité est donc plus concentrée autour de la moyenne dans un certain sens, ce qui suggère que la réponse est oui.

J'ai fait quelques expériences numériques et je n'ai pas trouvé de contre-exemple, ce qui renforce mes soupçons.

Deux réponses:
Mickybo Yakari
2020-01-15 16:34:05 UTC
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Darroch, J. N. "Sur la distribution du nombre de succès dans les essais indépendants."The Annals of Mathematical Statistics 35.3 (1964): 1317-1321,

a prouvé que le mode d'une variable binomiale de Poisson satisfait ce qui suit:

\ begin {équation} mode = \ begin {cas} k \ hspace {3mm} si \ hspace {3mm} k \ leq \ mu \ leq k + \ frac {1} {k + 2}, \\ k \ hspace {3mm} ou \ hspace {3mm} k + 1 \ hspace {3mm} si \ hspace {3mm} k + \ frac {1} {k + 2} \ leq \ mu \ leq k + 1 - \ frac {1} {n-k + 1}, \\ k + 1 \ hspace {3mm} si \ hspace {3mm} k + 1 - \ frac {1} {n-k + 1} \ leq \ mu \ leq k + 1. \ end {cas} \ end {équation}

Par conséquent, le mode diffère de la moyenne par au plus $ 1 $ .Notez qu'une distribution binomiale de Poisson peut avoir un ou deux modes consécutifs.

+1.J'ai moi-même trouvé la réponse ailleurs, mais c'est toujours agréable d'avoir des déclarations et des preuves différentes du même résultat.
Merci pour votre commentaire et +1.Je suis presque sûr que Darroch a été le premier à établir cette propriété.
cangrejo
2020-01-15 16:31:57 UTC
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J'ai trouvé la réponse dans un article de Samuels:

Samuels, Stephen M. "Sur le nombre de succès dans les essais indépendants."The Annals of Mathematical Statistics 36.4 (1965): 1272-1278.

En conséquence du théorème 1, nous avons que s'il y a un entier $ k $ satisfaisant $$ k \ leq \ mu \ leq k + 1 $$ puis $$ Pr (X = k-1) <Pr (X = k) \ text {et} Pr (X = k + 1) >Pr (X = k + 2). $$ La réponse est donc oui.



Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 4.0 sous laquelle il est distribué.
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