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Big O in probability notation

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696: 856: 577: 739: 524: 1307: 1201: 691:{\displaystyle \forall \varepsilon \quad \exists N_{\varepsilon },\delta _{\varepsilon }\quad {\text{ such that }}P(|X_{n}|\geq \delta _{\varepsilon })\leq \varepsilon \quad \forall n>N_{\varepsilon }} 396: 851:{\displaystyle \forall \varepsilon ,\delta \quad \exists N_{\varepsilon ,\delta }\quad {\text{ such that }}P(|X_{n}|\geq \delta )\leq \varepsilon \quad \forall n>N_{\varepsilon ,\delta }} 312: 1501: 1413: 966: 147: 939: 1061: 1025: 734: 572: 1340: 1102: 986: 919: 899: 879: 433: 1212: 1110: 1562: 1594: 1554: 1527: 331: 52: 1579: 988:. In a sense, this means that the sequence must be bounded, with a bound that gets smaller as the sample size increases. 1589: 1584: 224: 56: 1425: 51:
deals with the convergence of sequences or sets of ordinary numbers, the order in probability notation deals with
1416: 968:). On the other hand, for convergence, the statement has to hold not only for one, but for any (arbitrary small) 1345: 944: 96: 534:
The difference between the definitions is subtle. If one uses the definition of the limit, one gets:
924: 1063:, i.e. convergence in probability implies stochastic boundedness. But the reverse does not hold. 36: 32: 519:{\displaystyle P\left(|{\frac {X_{n}}{a_{n}}}|>M\right)<\varepsilon ,\;\forall \;n>N.} 1558: 1550: 1523: 1030: 994: 703: 541: 1312: 1074: 971: 904: 884: 864: 1302:{\displaystyle a_{n}^{-2}\operatorname {var} (X_{n})=\operatorname {var} (a_{n}^{-1}X_{n})} 1542: 48: 40: 1196:{\displaystyle X_{n}-E(X_{n})=O_{p}\left({\sqrt {\operatorname {var} (X_{n})}}\right)} 1573: 1538: 881:: for stochastic boundedness, it suffices that there exists one (arbitrary large) 44: 17: 1104:
is a stochastic sequence such that each element has finite variance, then
391:{\displaystyle X_{n}=O_{p}(a_{n}){\text{ as }}n\to \infty } 1428: 1348: 1315: 1215: 1113: 1077: 1033: 997: 974: 947: 927: 907: 887: 867: 742: 706: 580: 544: 436: 334: 227: 99: 1495: 1407: 1334: 1301: 1195: 1096: 1055: 1019: 980: 960: 933: 913: 893: 873: 850: 728: 690: 566: 518: 390: 306: 141: 229: 170:approaches an appropriate limit. Equivalently, 415:is stochastically bounded. That is, for any 307:{\displaystyle \lim _{n\to \infty }P\left=0,} 8: 1496:{\displaystyle X_{n}-E(X_{n})=o_{p}(a_{n}).} 90:, which need not be discrete), the notation 1520:The Oxford Dictionary of Statistical Terms 1408:{\displaystyle a_{n}^{-1}(X_{n}-E(X_{n}))} 503: 499: 1481: 1468: 1452: 1433: 1427: 1393: 1374: 1358: 1353: 1347: 1323: 1314: 1290: 1277: 1272: 1247: 1225: 1220: 1214: 1178: 1163: 1153: 1137: 1118: 1112: 1085: 1076: 1038: 1032: 1002: 996: 973: 952: 946: 926: 906: 886: 866: 836: 802: 796: 787: 776: 763: 741: 711: 705: 682: 653: 641: 635: 626: 615: 608: 595: 579: 549: 543: 474: 466: 456: 450: 445: 435: 374: 365: 352: 339: 333: 272: 262: 256: 232: 226: 130: 117: 104: 98: 1511: 55:, where convergence is in the sense of 53:convergence of sets of random variables 1206:(see Theorem 14.4-1 in Bishop et al.) 961:{\displaystyle \delta _{\varepsilon }} 7: 1415:converges to zero in probability by 991:This suggests that if a sequence is 166:converges to zero in probability as 79:and corresponding set of constants 68:Small o: convergence in probability 1309:is a null sequence for a sequence 823: 756: 743: 669: 588: 581: 500: 385: 239: 142:{\displaystyle X_{n}=o_{p}(a_{n})} 25: 530:Comparison of the two definitions 901:to satisfy the inequality, and 822: 775: 755: 668: 614: 587: 1547:Discrete multivariate analysis 1487: 1474: 1458: 1445: 1402: 1399: 1386: 1367: 1329: 1316: 1296: 1265: 1253: 1240: 1184: 1171: 1143: 1130: 1091: 1078: 1050: 1044: 1014: 1008: 921:is allowed to be dependent on 813: 803: 788: 784: 723: 717: 659: 642: 627: 623: 561: 555: 475: 446: 419:> 0, there exists a finite 382: 371: 358: 236: 136: 123: 72:For a set of random variables 1: 401:means that the set of values 321:Big O: stochastic boundedness 152:means that the set of values 934:{\displaystyle \varepsilon } 861:The difference lies in the 1611: 57:convergence in probability 39:in direct parallel to the 1595:Convergence (mathematics) 1056:{\displaystyle O_{p}(1)} 1020:{\displaystyle o_{p}(1)} 729:{\displaystyle o_{p}(1)} 567:{\displaystyle O_{p}(1)} 1335:{\displaystyle (a_{n})} 1097:{\displaystyle (X_{n})} 981:{\displaystyle \delta } 914:{\displaystyle \delta } 894:{\displaystyle \delta } 874:{\displaystyle \delta } 1541:, Stephen E.Fienberg, 1497: 1417:Chebyshev's inequality 1409: 1342:of real numbers, then 1336: 1303: 1197: 1098: 1057: 1021: 982: 962: 935: 915: 895: 875: 852: 730: 692: 568: 520: 392: 317:for every positive ε. 308: 143: 1580:Mathematical notation 1498: 1410: 1337: 1304: 1198: 1099: 1058: 1022: 983: 963: 936: 916: 896: 876: 853: 778: such that  731: 693: 617: such that  569: 521: 393: 309: 144: 1426: 1346: 1313: 1213: 1111: 1075: 1031: 995: 972: 945: 925: 905: 885: 865: 740: 704: 578: 542: 434: 423:> 0 and a finite 332: 225: 194:) can be written as 97: 43:that is standard in 31:notation is used in 29:order in probability 1366: 1285: 1233: 1590:Statistical theory 1585:Probability theory 1493: 1405: 1349: 1332: 1299: 1268: 1216: 1193: 1094: 1053: 1017: 978: 958: 931: 911: 891: 871: 848: 726: 688: 564: 516: 388: 304: 243: 139: 37:statistical theory 33:probability theory 1563:978-0-387-72805-6 1518:Dodge, Y. (2003) 1187: 779: 618: 472: 427:> 0 such that 377: 278: 228: 86:(both indexed by 16:(Redirected from 1602: 1565: 1539:Yvonne M. Bishop 1536: 1530: 1516: 1502: 1500: 1499: 1494: 1486: 1485: 1473: 1472: 1457: 1456: 1438: 1437: 1414: 1412: 1411: 1406: 1398: 1397: 1379: 1378: 1365: 1357: 1341: 1339: 1338: 1333: 1328: 1327: 1308: 1306: 1305: 1300: 1295: 1294: 1284: 1276: 1252: 1251: 1232: 1224: 1202: 1200: 1199: 1194: 1192: 1188: 1183: 1182: 1164: 1158: 1157: 1142: 1141: 1123: 1122: 1103: 1101: 1100: 1095: 1090: 1089: 1062: 1060: 1059: 1054: 1043: 1042: 1026: 1024: 1023: 1018: 1007: 1006: 987: 985: 984: 979: 967: 965: 964: 959: 957: 956: 940: 938: 937: 932: 920: 918: 917: 912: 900: 898: 897: 892: 880: 878: 877: 872: 857: 855: 854: 849: 847: 846: 806: 801: 800: 791: 780: 777: 774: 773: 735: 733: 732: 727: 716: 715: 697: 695: 694: 689: 687: 686: 658: 657: 645: 640: 639: 630: 619: 616: 613: 612: 600: 599: 573: 571: 570: 565: 554: 553: 525: 523: 522: 517: 489: 485: 478: 473: 471: 470: 461: 460: 451: 449: 397: 395: 394: 389: 378: 375: 370: 369: 357: 356: 344: 343: 313: 311: 310: 305: 294: 290: 283: 279: 277: 276: 267: 266: 257: 242: 148: 146: 145: 140: 135: 134: 122: 121: 109: 108: 21: 1610: 1609: 1605: 1604: 1603: 1601: 1600: 1599: 1570: 1569: 1568: 1545:. (1975, 2007) 1543:Paul W. Holland 1537: 1533: 1517: 1513: 1509: 1477: 1464: 1448: 1429: 1424: 1423: 1389: 1370: 1344: 1343: 1319: 1311: 1310: 1286: 1243: 1211: 1210: 1174: 1159: 1149: 1133: 1114: 1109: 1108: 1081: 1073: 1072: 1069: 1034: 1029: 1028: 998: 993: 992: 970: 969: 948: 943: 942: 923: 922: 903: 902: 883: 882: 863: 862: 832: 792: 759: 738: 737: 707: 702: 701: 678: 649: 631: 604: 591: 576: 575: 545: 540: 539: 532: 462: 452: 444: 440: 432: 431: 413: 406: 361: 348: 335: 330: 329: 323: 268: 258: 252: 251: 247: 223: 222: 217: 211: 202: 193: 184: 178: 164: 157: 126: 113: 100: 95: 94: 84: 77: 70: 65: 23: 22: 18:Op (statistics) 15: 12: 11: 5: 1608: 1606: 1598: 1597: 1592: 1587: 1582: 1572: 1571: 1567: 1566: 1531: 1510: 1508: 1505: 1504: 1503: 1492: 1489: 1484: 1480: 1476: 1471: 1467: 1463: 1460: 1455: 1451: 1447: 1444: 1441: 1436: 1432: 1404: 1401: 1396: 1392: 1388: 1385: 1382: 1377: 1373: 1369: 1364: 1361: 1356: 1352: 1331: 1326: 1322: 1318: 1298: 1293: 1289: 1283: 1280: 1275: 1271: 1267: 1264: 1261: 1258: 1255: 1250: 1246: 1242: 1239: 1236: 1231: 1228: 1223: 1219: 1209:If, moreover, 1204: 1203: 1191: 1186: 1181: 1177: 1173: 1170: 1167: 1162: 1156: 1152: 1148: 1145: 1140: 1136: 1132: 1129: 1126: 1121: 1117: 1093: 1088: 1084: 1080: 1068: 1065: 1052: 1049: 1046: 1041: 1037: 1016: 1013: 1010: 1005: 1001: 977: 955: 951: 930: 910: 890: 870: 859: 858: 845: 842: 839: 835: 831: 828: 825: 821: 818: 815: 812: 809: 805: 799: 795: 790: 786: 783: 772: 769: 766: 762: 758: 754: 751: 748: 745: 725: 722: 719: 714: 710: 698: 685: 681: 677: 674: 671: 667: 664: 661: 656: 652: 648: 644: 638: 634: 629: 625: 622: 611: 607: 603: 598: 594: 590: 586: 583: 563: 560: 557: 552: 548: 531: 528: 527: 526: 515: 512: 509: 506: 502: 498: 495: 492: 488: 484: 481: 477: 469: 465: 459: 455: 448: 443: 439: 411: 404: 399: 398: 387: 384: 381: 376: as  373: 368: 364: 360: 355: 351: 347: 342: 338: 322: 319: 315: 314: 303: 300: 297: 293: 289: 286: 282: 275: 271: 265: 261: 255: 250: 246: 241: 238: 235: 231: 213: 212: = o 207: 198: 189: 180: 174: 162: 155: 150: 149: 138: 133: 129: 125: 120: 116: 112: 107: 103: 82: 75: 69: 66: 64: 61: 49:big-O notation 41:big-O notation 24: 14: 13: 10: 9: 6: 4: 3: 2: 1607: 1596: 1593: 1591: 1588: 1586: 1583: 1581: 1578: 1577: 1575: 1564: 1560: 1556: 1555:0-387-72805-8 1552: 1548: 1544: 1540: 1535: 1532: 1529: 1528:0-19-920613-9 1525: 1521: 1515: 1512: 1506: 1490: 1482: 1478: 1469: 1465: 1461: 1453: 1449: 1442: 1439: 1434: 1430: 1422: 1421: 1420: 1418: 1394: 1390: 1383: 1380: 1375: 1371: 1362: 1359: 1354: 1350: 1324: 1320: 1291: 1287: 1281: 1278: 1273: 1269: 1262: 1259: 1256: 1248: 1244: 1237: 1234: 1229: 1226: 1221: 1217: 1207: 1189: 1179: 1175: 1168: 1165: 1160: 1154: 1150: 1146: 1138: 1134: 1127: 1124: 1119: 1115: 1107: 1106: 1105: 1086: 1082: 1066: 1064: 1047: 1039: 1035: 1027:, then it is 1011: 1003: 999: 989: 975: 953: 949: 928: 908: 888: 868: 843: 840: 837: 833: 829: 826: 819: 816: 810: 807: 797: 793: 781: 770: 767: 764: 760: 752: 749: 746: 720: 712: 708: 699: 683: 679: 675: 672: 665: 662: 654: 650: 646: 636: 632: 620: 609: 605: 601: 596: 592: 584: 558: 550: 546: 537: 536: 535: 529: 513: 510: 507: 504: 496: 493: 490: 486: 482: 479: 467: 463: 457: 453: 441: 437: 430: 429: 428: 426: 422: 418: 414: 407: 379: 366: 362: 353: 349: 345: 340: 336: 328: 327: 326: 325:The notation 320: 318: 301: 298: 295: 291: 287: 284: 280: 273: 269: 263: 259: 253: 248: 244: 233: 221: 220: 219: 216: 210: 206: 201: 197: 192: 188: 183: 177: 173: 169: 165: 158: 131: 127: 118: 114: 110: 105: 101: 93: 92: 91: 89: 85: 78: 67: 62: 60: 58: 54: 50: 47:. 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Index

Op (statistics)
probability theory
statistical theory
big-O notation
mathematics
big-O notation
convergence of sets of random variables
convergence in probability
Chebyshev's inequality
ISBN
0-19-920613-9
Yvonne M. Bishop
Paul W. Holland
ISBN
0-387-72805-8
ISBN
978-0-387-72805-6
Categories
Mathematical notation
Probability theory
Statistical theory
Convergence (mathematics)

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