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方差表達式:
var(p^(x))=var(n1∑i=1nk~(x−xi))
因為 xi 是 i.i.d.,和的方差等於方差的和(協方差項為零)。
var(p^(x))=n21∑i=1nvar(k~(x−xi))=n1var(k~(x−x1))
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應用方差不等式:
使用 var(Y)≤E[Y2]:
var(p^(x))≤n1E[(k~(x−x1))2]
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展開平方項:
回顧 k~(u)=hd1k(u/h)。
(k~(x−x1))2=(hd1k(hx−x1))2=hd1k(hx−x1)⋅hd1k(hx−x1)
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應用核函數上限:
使用提示 k(u)≤maxxk(x),令 M=maxxk(x)。
(k~(x−x1))2≤hd1k(hx−x1)⋅hd1M=hdMk~(x−x1)
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計算期望:
E[(k~(x−x1))2]≤E[hdMk~(x−x1)]=hdME[k~(x−x1)]
從 (a) 部分,我們知道 E[k~(x−x1)]=E[p^(x)]。
E[(k~(x−x1))2]≤hdME[p^(x)]
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最終結果:
代回步驟 2 的方差不等式中:
var(p^(x))≤n1(hdME[p^(x)])=nhd1ME[p^(x)]