Paley–Zygmund inequality

Paley–Zygmund inequality

In mathematics, the Paley - Zygmund inequality bounds theprobability that a positive random variable is small, in terms ofits mean and variance (i.e., its first two moments). The inequality wasproved by Raymond Paley and Antoni Zygmund.

Theorem: If "Z" &ge; 0 is a random variable withfinite variance, and if 0 < &theta; < 1, then

:Pr lbrace Z geq heta, operatorname{E}(Z) brace geq (1- heta)^2, frac{(operatorname{E}(Z))^2}{operatorname{E}(Z^2)}.

Proof: First, :operatorname{E} Z = operatorname{E} lbrace Z , mathbf{1}_{Z < heta operatorname{E} Z} brace + operatorname{E} lbrace Z , mathbf{1}_{Z geq heta operatorname{E} Z} brace~.Obviously, the first addend is at most heta operatorname{E}(Z). The second one is at most: lbrace operatorname{E} Z^2 brace^{1/2} lbrace operatorname{E} mathbf{1}_{Z geq heta operatorname{E} Z} brace^{1/2} = Big( operatorname{E} Z^2 Big)^{1/2} Big(Pr lbrace Z geq heta, operatorname{E}(Z) braceBig)^{1/2} according to the Cauchy-Schwarz inequality. ∎

Related inequalities

The right-hand side of the Paley - Zygmund inequality can be written as:Pr lbrace Z geq heta, operatorname{E}(Z) brace geq frac{(1- heta)^2 , (operatorname{E}(Z))^2}{(operatorname{E}(Z))^2 + operatorname{Var} Z}.

The one-sided Chebyshev inequality gives a slightly better bound::Pr lbrace Z geq heta, operatorname{E}(Z) brace geq frac{(1- heta)^2 , (operatorname{E}(Z))^2}{(1- heta)^2 , (operatorname{E}(Z))^2+ operatorname{Var} Z}.The latter is sharp.

References

* R.E.A.C.Paley and A.Zygmund, "A note on analytic functions in the unit circle", Proc. Camb. Phil. Soc. 28, 1932, 266-272


Wikimedia Foundation. 2010.

Игры ⚽ Поможем написать курсовую

Look at other dictionaries:

  • Inegalite de Paley-Zygmund — Inégalité de Paley–Zygmund Pour les articles homonymes, voir Paley (homonymie). En mathématiques, l’inégalité de Paley Zygmund minore la probabilité qu une variable aléatoire positive soit « petite », au sens de sa valeur moyenne… …   Wikipédia en Français

  • Inegalite de Paley–Zygmund — Inégalité de Paley–Zygmund Pour les articles homonymes, voir Paley (homonymie). En mathématiques, l’inégalité de Paley Zygmund minore la probabilité qu une variable aléatoire positive soit « petite », au sens de sa valeur moyenne… …   Wikipédia en Français

  • Inégalité De Paley–Zygmund — Pour les articles homonymes, voir Paley (homonymie). En mathématiques, l’inégalité de Paley Zygmund minore la probabilité qu une variable aléatoire positive soit « petite », au sens de sa valeur moyenne attendue et de sa variance. Elle… …   Wikipédia en Français

  • Inégalité de paley–zygmund — Pour les articles homonymes, voir Paley (homonymie). En mathématiques, l’inégalité de Paley Zygmund minore la probabilité qu une variable aléatoire positive soit « petite », au sens de sa valeur moyenne attendue et de sa variance. Elle… …   Wikipédia en Français

  • Inégalité de Paley–Zygmund — Pour les articles homonymes, voir Paley (homonymie). En mathématiques, l’inégalité de Paley Zygmund minore la probabilité qu une variable aléatoire positive soit « petite », au sens de sa valeur moyenne attendue et de sa variance. Elle… …   Wikipédia en Français

  • Raymond Paley — Raymond Edward Alan Christopher Paley (7 January 1907 ndash; 7 April 1933) was an English mathematician. Paley was born in Bournemouth, England. He was educated at Eton. From there he entered Trinity College, Cambridge where he showed himself the …   Wikipedia

  • Antoni Zygmund — (December 25, 1900 – May 30 1992) was a Polish born American mathematician who exerted a major influence on 20th century mathematics. Born in Warsaw, Zygmund was professor at the University of Wilno from 1930 until 1939. During the occupation of… …   Wikipedia

  • List of mathematics articles (P) — NOTOC P P = NP problem P adic analysis P adic number P adic order P compact group P group P² irreducible P Laplacian P matrix P rep P value P vector P y method Pacific Journal of Mathematics Package merge algorithm Packed storage matrix Packing… …   Wikipedia

  • List of inequalities — This page lists Wikipedia articles about named mathematical inequalities. Inequalities in pure mathematics =Analysis= * Askey–Gasper inequality * Bernoulli s inequality * Bernstein s inequality (mathematical analysis) * Bessel s inequality *… …   Wikipedia

  • Second moment method — The second moment method is a technique used in probability theory and analysis to show that a random variable has positive probability to be positive. The method is often quantitative, in that one can often deducea lower bound on the probability …   Wikipedia

Share the article and excerpts

Direct link
Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”