36:
112:
3496:
443:, the probability that at least one of the events happens is no greater than the sum of the probabilities of the individual events. This inequality provides an upper bound on the probability of occurrence of at least one of a countable number of events in terms of the individual probabilities of the events. Boole's inequality is named for its discoverer,
1203:
3190:
1667:
3147:
5073:
One way is to make each of them equal to 0.05/5 = 0.01, that is 1%. In other words, you have to guarantee each estimate good to 99%( for example, by constructing a 99% confidence interval) to make sure the total estimation to be good with a chance 95%. This is called the
Bonferroni Method of
1463:
3941:
3724:
3491:{\displaystyle S_{1}:=\sum _{i=1}^{n}{\mathbb {P} }(A_{i}),\quad S_{2}:=\sum _{1\leq i_{1}<i_{2}\leq n}{\mathbb {P} }(A_{i_{1}}\cap A_{i_{2}}),\quad \ldots ,\quad S_{k}:=\sum _{1\leq i_{1}<\cdots <i_{k}\leq n}{\mathbb {P} }(A_{i_{1}}\cap \cdots \cap A_{i_{k}})}
989:
587:
877:
4725:
5001:
1830:
1474:
977:
2991:
1988:
1302:
4829:
2831:
2526:
2198:
4553:
1317:
3761:
3544:
736:
2444:
1198:{\displaystyle \mathbb {P} \left(\bigcup _{i=1}^{n+1}A_{i}\right)=\mathbb {P} \left(\bigcup _{i=1}^{n}A_{i}\right)+\mathbb {P} (A_{n+1})-\mathbb {P} \left(\bigcup _{i=1}^{n}A_{i}\cap A_{n+1}\right).}
2716:
2107:
2981:
5038:
based on a random sample, and you can control each parameter separately. If you want your estimations of all five parameters to be good with a chance 95%, what should you do to each parameter?
2583:
2258:
477:
4310:
4103:
2358:
4039:
1892:
1734:
767:
2901:
4568:
4451:
4880:
5045:
is good". We can use Boole's
Inequality to solve this problem. By finding the complement of event "all five are good", we can change this question into another condition:
4141:
2930:
2749:
2616:
2291:
3753:
3536:
1662:{\displaystyle \mathbb {P} \left(\bigcup _{i=1}^{n+1}A_{i}\right)\leq \sum _{i=1}^{n}\mathbb {P} (A_{i})+\mathbb {P} (A_{n+1})=\sum _{i=1}^{n+1}\mathbb {P} (A_{i}).}
4400:
4248:
3142:{\displaystyle \mathbb {P} \left(\bigcup _{i}A_{i}\right)=\mathbb {P} \left(\bigcup _{i}B_{i}\right)=\sum _{i}\mathbb {P} (B_{i})\leq \sum _{i}\mathbb {P} (A_{i}).}
2861:
2024:
3977:
1746:
885:
668:
5024:
4872:
4852:
4420:
4373:
4353:
4330:
4221:
4201:
4181:
4161:
2636:
2311:
759:
639:
1904:
1214:
4736:
2754:
2449:
403:
5098:
2118:
1458:{\displaystyle \mathbb {P} \left(\bigcup _{i=1}^{n+1}A_{i}\right)\leq \mathbb {P} \left(\bigcup _{i=1}^{n}A_{i}\right)+\mathbb {P} (A_{n+1}),}
4459:
5083:
3936:{\displaystyle \sum _{j=1}^{K}(-1)^{j-1}S_{j}\leq \mathbb {P} {\Big (}\bigcup _{i=1}^{n}A_{i}{\Big )}=\sum _{j=1}^{n}(-1)^{j-1}S_{j}}
3719:{\displaystyle \sum _{j=1}^{K}(-1)^{j-1}S_{j}\geq \mathbb {P} {\Big (}\bigcup _{i=1}^{n}A_{i}{\Big )}=\sum _{j=1}^{n}(-1)^{j-1}S_{j}}
676:
5041:
Tuning each parameter's chance to be good to within 95% is not enough because "all are good" is a subset of each event "Estimate
17:
2363:
396:
5362:
5183:
2641:
2032:
2935:
5401:
2534:
2209:
582:{\displaystyle {\mathbb {P} }\left(\bigcup _{i=1}^{\infty }A_{i}\right)\leq \sum _{i=1}^{\infty }{\mathbb {P} }(A_{i}).}
5406:
5280:
5239:
5156:
5129:
3950:
389:
377:
336:
79:
57:
50:
4256:
4044:
2316:
267:
203:
3990:
315:
176:
1838:
1680:
5372:
5228:
Improved
Bonferroni Inequalities via Abstract Tubes. Inequalities and Identities of InclusionâExclusion Type
872:{\displaystyle {\mathbb {P} }\left(\bigcup _{i=1}^{n}A_{i}\right)\leq \sum _{i=1}^{n}{\mathbb {P} }(A_{i}).}
5088:
5367:
4720:{\displaystyle \sum _{j=1}^{K}(-1)^{j-1}{\Big (}{L-1 \choose j-1}+{L-1 \choose j}{\Big )}\mathbb {P} (E)}
2866:
440:
171:
4996:{\displaystyle \sum _{j=1}^{K}(-1)^{j-1}S_{j}\geq \mathbb {P} {\Big (}\bigcup _{i=1}^{n}A_{i}{\Big )}}
4425:
287:
5119:
1308:
346:
341:
230:
215:
44:
4108:
5203:
3174:
2906:
325:
196:
5093:
2721:
2588:
2263:
220:
61:
5146:
3732:
3515:
320:
225:
191:
1825:{\displaystyle \mathbb {P} \left(\bigcup _{i}A_{i}\right)\leq \sum _{i}\mathbb {P} (A_{i}).}
972:{\displaystyle \mathbb {P} (A\cup B)=\mathbb {P} (A)+\mathbb {P} (B)-\mathbb {P} (A\cap B),}
5343:
5290:
5249:
4378:
4226:
2839:
2002:
351:
245:
138:
5351:
5298:
5257:
5219:
8:
3956:
647:
597:
310:
252:
240:
235:
1983:{\displaystyle \mathbb {P} \left(\bigcup _{i}B_{i}\right)=\sum _{i}\mathbb {P} (B_{i});}
5385:
5331:
5009:
4857:
4837:
4405:
4358:
4338:
4315:
4206:
4186:
4166:
4146:
2621:
2296:
744:
624:
417:
297:
186:
126:
103:
5276:
5235:
5179:
5152:
5125:
1737:
1297:{\displaystyle {\mathbb {P} }\left(\bigcup _{i=1}^{n}A_{i}\cap A_{n+1}\right)\geq 0,}
436:
356:
262:
161:
4824:{\displaystyle {\Big (}1+{L-1 \choose K}{\Big )}\mathbb {P} (E)\geq \mathbb {P} (E)}
5347:
5321:
5294:
5253:
5215:
4559:
181:
111:
2826:{\displaystyle \bigcup _{i=1}^{\infty }B_{i}\subset \bigcup _{i=1}^{\infty }A_{i}}
2521:{\displaystyle \bigcup _{i=1}^{\infty }A_{i}\subset \bigcup _{i=1}^{\infty }B_{i}}
596:
terms, Boole's inequality follows from the fact that a measure (and certainly any
5339:
5309:
5286:
5272:
5245:
5231:
257:
208:
5358:
5305:
5264:
593:
272:
5395:
5326:
3166:
605:
145:
2193:{\displaystyle \bigcup _{i=1}^{\infty }B_{i}=\bigcup _{i=1}^{\infty }A_{i}.}
444:
372:
282:
166:
5173:
3162:
3158:
980:
292:
133:
121:
5381:
5335:
429:
150:
96:
5206:(1936), "Teoria statistica delle classi e calcolo delle probabilitĂ ",
5035:
4548:{\displaystyle \sum _{j=1}^{K}(-1)^{j-1}{L \choose j}\mathbb {P} (E)}
433:
5380:
This article incorporates material from
Bonferroni inequalities on
277:
5208:
Pubbl. D. R. Ist. Super. Di Sci. Econom. E Commerciali di
Firenze
731:{\displaystyle \mathbb {P} (A_{1})\leq \mathbb {P} (A_{1}).}
4453:
to the right side of the inequality, while it contributes
621:
Boole's inequality may be proved for finite collections of
2985:
So, we can conclude that the desired inequality is true:
2439:{\displaystyle x\in B_{k}=A_{k}-\bigcup _{j=1}^{k-1}A_{j}}
5230:, Lecture Notes in Mathematics, vol. 1826, Berlin:
5178:. Cambridge University Press. pp. 94â99, 113â115.
5099:
Probability of the union of pairwise independent events
5012:
4883:
4860:
4840:
4739:
4571:
4462:
4428:
4408:
4381:
4361:
4341:
4318:
4259:
4229:
4209:
4189:
4169:
4149:
4111:
4047:
3993:
3959:
3764:
3735:
3547:
3518:
3193:
2994:
2938:
2909:
2869:
2842:
2757:
2724:
2711:{\displaystyle B_{k}=A_{k}-\bigcup _{j=1}^{k-1}A_{j}}
2644:
2624:
2591:
2537:
2452:
2366:
2319:
2299:
2266:
2212:
2121:
2102:{\displaystyle B_{i}=A_{i}-\bigcup _{j=1}^{i-1}A_{j}}
2035:
2005:
1907:
1841:
1749:
1683:
1477:
1320:
1217:
992:
888:
770:
747:
679:
650:
627:
480:
2976:{\displaystyle \mathbb {P} (B)\leq \mathbb {P} (A).}
1835:
One of the axioms of a probability space is that if
5018:
4995:
4866:
4846:
4823:
4719:
4547:
4445:
4414:
4394:
4367:
4347:
4324:
4304:
4242:
4215:
4195:
4175:
4155:
4135:
4097:
4033:
3971:
3935:
3747:
3718:
3530:
3490:
3141:
2975:
2924:
2895:
2855:
2825:
2743:
2710:
2630:
2610:
2578:{\displaystyle x\in \bigcup _{i=1}^{\infty }B_{i}}
2577:
2520:
2438:
2352:
2305:
2285:
2253:{\displaystyle x\in \bigcup _{i=1}^{\infty }A_{i}}
2252:
2192:
2101:
2018:
1982:
1886:
1824:
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1661:
1457:
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971:
871:
753:
730:
662:
633:
581:
5263:
4988:
4950:
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4742:
4698:
4690:
4669:
4657:
4628:
4620:
4525:
4512:
3869:
3831:
3652:
3614:
5393:
5386:Creative Commons Attribution/Share-Alike License
5049:P( at least one estimation is bad) = 0.05 †P( A
4558:to the left side of the inequality. However, by
4332:contributes 0 to both sides of the inequality.
3953:, and Boole's inequality is the special case of
1672:
5271:, Probability and Its Applications, New York:
5269:Bonferroni-Type Inequalities with Applications
3157:Boole's inequality may be generalized to find
5144:
4305:{\displaystyle E=\bigcap _{i=1}^{n}A_{i}^{c}}
397:
4098:{\displaystyle B_{i}\in \{A_{i},A_{i}^{c}\}}
4092:
4061:
2353:{\displaystyle i<k\implies x\notin A_{i}}
5202:
5145:Casella, George; Berger, Roger L. (2002).
4834:Thus, the inequality holds for all events
3178:
3152:
2333:
2329:
404:
390:
5325:
5196:
5171:
4944:
4808:
4791:
4704:
4532:
4430:
4163:partition the sample space, and for each
4034:{\displaystyle E=\bigcap _{i=1}^{n}B_{i}}
3825:
3608:
3434:
3312:
3230:
3116:
3082:
3034:
2996:
2957:
2940:
2203:by proving both directions of inclusion.
1957:
1909:
1799:
1751:
1636:
1579:
1555:
1479:
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1220:
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1049:
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947:
930:
913:
890:
845:
773:
705:
681:
555:
483:
80:Learn how and when to remove this message
27:Inequality applying to probability spaces
5357:
5304:
1887:{\displaystyle B_{1},B_{2},B_{3},\dots }
1729:{\displaystyle A_{1},A_{2},A_{3},\dots }
616:
450:Formally, for a countable set of events
43:This article includes a list of general
14:
5394:
5225:
1898:subsets of the probability space then
641:events using the method of induction.
5117:
5084:Diluted inclusionâexclusion principle
3169:of events. These bounds are known as
4874:, we obtain the desired inequality:
29:
2751:, and we have the other inclusion:
979:and because the union operation is
24:
5121:The Mathematical Analysis of Logic
5034:Suppose that you are estimating 5
4760:
4673:
4632:
4516:
3982:
2896:{\displaystyle B_{i}\subset A_{i}}
2808:
2774:
2560:
2503:
2469:
2446:. So the first inclusion is true:
2235:
2172:
2138:
548:
509:
49:it lacks sufficient corresponding
25:
5418:
110:
34:
4446:{\displaystyle \mathbb {P} (E)}
3949:The equalities follow from the
3370:
3363:
3254:
5384:, which is licensed under the
5165:
5138:
5111:
4915:
4905:
4818:
4812:
4801:
4795:
4714:
4708:
4603:
4593:
4542:
4536:
4494:
4484:
4440:
4434:
3908:
3898:
3796:
3786:
3691:
3681:
3579:
3569:
3485:
3439:
3357:
3317:
3248:
3235:
3133:
3120:
3099:
3086:
2967:
2961:
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1974:
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1816:
1803:
1653:
1640:
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1583:
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1559:
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722:
709:
698:
685:
573:
560:
177:Collectively exhaustive events
13:
1:
5104:
3951:inclusionâexclusion principle
1673:Proof without using induction
4136:{\displaystyle i=1,\dots ,n}
7:
5368:Encyclopedia of Mathematics
5267:; Simonelli, Italo (1996),
5172:Venkatesh, Santosh (2012).
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5077:
2925:{\displaystyle B\subset A,}
2026:, so they become disjoint,
10:
5423:
5402:Probabilistic inequalities
5094:BooleâFrĂ©chet inequalities
5029:
2744:{\displaystyle x\in A_{k}}
2611:{\displaystyle x\in B_{k}}
2286:{\displaystyle x\in A_{k}}
1309:first axiom of probability
5363:"Bonferroni inequalities"
5310:"Bonferroni inequalities"
5175:The Theory of Probability
5124:. Philosophical Library.
4854:, and so by summing over
5407:Statistical inequalities
5089:SchuetteâNesbitt formula
5074:simultaneous inference.
4355:is contained in exactly
2836:By construction of each
611:
347:Law of total probability
342:Conditional independence
231:Exponential distribution
216:Probability distribution
4223:is either contained in
3748:{\displaystyle K\leq n}
3531:{\displaystyle K\leq n}
3175:Carlo Emilio Bonferroni
3171:Bonferroni inequalities
3153:Bonferroni inequalities
326:Conditional probability
64:more precise citations.
18:Bonferroni inequalities
5327:10.1214/aop/1176995765
5226:Dohmen, Klaus (2003),
5197:Other related articles
5118:Boole, George (1847).
5020:
4997:
4975:
4904:
4868:
4848:
4825:
4721:
4592:
4549:
4483:
4447:
4416:
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4286:
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4157:
4137:
4099:
4035:
4020:
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3897:
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3785:
3749:
3720:
3680:
3639:
3568:
3532:
3492:
3227:
3165:on the probability of
3143:
2977:
2926:
2897:
2857:
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