Autor Tema: Desigualdad de desviaciones

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06 Octubre, 2012, 05:47 pm
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juantv

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Intento ver que la desviación media es siempre menor que la desviación estándar (\( D_m \leq{} s^2 \))

\( \frac{1}{n} \sum_{i=1}^n \left| x_i - \overline{x} \right| \leq{} \sqrt{\frac{1}{n} \sum_{i=1}^N (x_i - \overline{x})^2} \)

Desarrollando un poco tengo que

\( ( \left| x_1 - \overline{x} \right| + \left| x_2 - \overline{x} \right| +\ldots +\left| x_n - \overline{x} \right|)^2 \leq{} n[( x_1 - \overline{x})^2 + ( x_2 - \overline{x})^2 + \ldots +  ( x_n - \overline{x})^2] \)

para abreviar un poco

\( y_1 =\left| x_1 - \overline{x}\right| \) , \( y_2 = \left|x_2 - \overline{x}\right| \) , ... , \( y_n =\left| x_n - \overline{x}\right| \)

con lo que quedaría

\( (y_1 + y_2 + \ldots + y_n)^2 \leq{} n  (y_1 ^2 + y_2 ^2 + \ldots y_n ^2)  \)

y es aquí donde me quedo, en primera instancia remplace la suma \( y_1 + y_2 + \ldots + y_n \) como si fuera la suma de los \( n  \) primeros números naturales, pero en general no tiene porque ser asi, ya que al hablar de una muestra, pueden tomar valores variados y dispersos entre si.

Agradezco su orientación.

06 Octubre, 2012, 10:38 pm
Respuesta #1

pierrot

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Hola

Usa la convexidad de la función \( f(x)=x^2 \).

Saludos
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06 Octubre, 2012, 11:52 pm
Respuesta #2

juantv

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Mi nivel es de secundaria, no entiendo bien que me quieres decir con ello.

06 Octubre, 2012, 11:58 pm
Respuesta #3

pierrot

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¿Conoces la desigualdad de Jensen?
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07 Octubre, 2012, 12:42 am
Respuesta #4

pierrot

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La desigualdad de Jensen dice que si tienes una función \( f:[a,b]\longrightarrow \mathbb{R} \) convexa, \( c_1,\dots, c_n\in [a,b] \) y \( \lambda_1,\dots, \lambda_n\geq 0 \) tales que \( \sum_i \lambda_i=1 \), entonces:

\( f(\lambda_1c_1+\lambda_2c_2+\dots+\lambda_nc_n)\leq \lambda_1f(c_1)+\lambda_2f(c_2)+\dots+\lambda_nf(c_n) \)

Toma:

\( f(x)=x^2 \). Esta función es convexa porque \( f''(x)=2>0 \).

\( \displaystyle \lambda_i=\frac{1}{n},\ \forall i=1,\dots, n \). Nota que \( \sum_{i=1}^n\frac{1}{n}=1 \).

\( \displaystyle c_i=y_i=|x_i-\bar{x}|,\ \forall i=1,\dots, n \).

Saludos
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01 Noviembre, 2012, 09:42 pm
Respuesta #5

juantv

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Con la desigualdad que citas ya he podido resolver el problema inicial.

Por cierto, algún sitio donde demuestren la desigualdad de jensen en la forma en la que la has mencionado?.

Gracias

01 Noviembre, 2012, 09:45 pm
Respuesta #6

Luis Fuentes

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Hola

Por cierto, algún sitio donde demuestren la desigualdad de jensen en la forma en la que la has mencionado?.

http://rinconmatematico.com/foros/index.php/topic,20525.0.html

Saludos.