Q (x ) = x 2 + x ϕ (x )であることを証明してください凸状である∀X>0。ここで、ϕとΦはそれぞれ標準の標準PDFとCDFです。Q(x)=x2+xϕ(x)Φ(x)∀x>0ϕΦ
試した手順
1)計算方法
私は微積分法を試してみましたが、第二導関数の計算式を持っているが、それはポジティブであることを示すことができないですしている。詳細が必要な場合はお知らせください。∀x>0
最後に、
∂ Q (X )
Let Q(x)=x2+xϕ(x)Φ(x)
∂ Q (X )∂Q(x)∂x=2x+x[−xϕ(x)Φ(x)−{ϕ(x)Φ(x)}2]+ϕ(x)Φ(x)
∂ 2 Q(X)∂Q(x)∂x∣∣∣x=0=ϕ(0)Φ(0)>0
∂2Q(x)∂x2=2+xϕ(x)[−Φ2(x)+x2Φ2(x)+3xϕ(x)Φ(x)+2ϕ2(x)Φ3(x)]+2[−xϕ(x)Φ(x)−{ϕ(x)Φ(x)}2]
=2 + ϕ (x )[ x3Φ2(x ) + 3 x2ϕ (x ) Φ (x ) + 2 x ϕ2(X ) - 3 X Φ2(x ) − 2 ϕ (x ) Φ (x )Φ3(x )]
=⎡⎣⎢⎢⎢⎢2 Φ3(x ) + x3Φ2(x ) ϕ (x ) + 3 x2φ2(x ) Φ (x ) + 2 x ϕ3(X ) - 3 X Φ2(x ) ϕ (x )− 2 ϕ2(x ) Φ (x )Φ3(x )⎤⎦⎥⎥⎥⎥
レット、 K(X ) = 2 Φ3(x ) + 2 x ϕ3(x ) + Φ2(x ) ϕ (x ) x [ x2− 3 ] + ϕ2(x ) Φ (x )[ 3 x2− 2 ]
の場合
、X≥√K(0 ) = 14− 12個のπ> 0
。以下のため
のx∈( 0、 √X ≥ 3–√、K(x ) > 0、
K ′ (x )X ∈ ( 0 、3–√)K′(x)=6Φ2(x)ϕ(x)+2ϕ3(x)−6x2ϕ3(x)+2Φ(x)ϕ2(x)[x3−3x]−Φ2(x)ϕ(x)[x4−3x2]+Φ2(x)ϕ(x)[3x2−3]−2ϕ2(x)Φ(x)[3x3−2x]+ϕ3(x)[3x2−2]+ϕ2(x)Φ(x)6x
K′(x)=6Φ2(x)ϕ(x)−3Φ2(x)ϕ(x)+2ϕ3(x)−2ϕ3(x)+6xΦ(x)ϕ2(x)−6xΦ(x)ϕ2(x)+3x2Φ2(x)ϕ(x)+3x2Φ2(x)ϕ(x)+2x3Φ(x)ϕ2(x)−6x3Φ(x)ϕ2(x)+3x2ϕ3(x)−6x2ϕ3(x)+4xΦ(x)ϕ2(x)−x4Φ2(x)ϕ(x)
=3Φ2(x)ϕ(x)+6x2Φ2(x)ϕ(x)+4xΦ(x)ϕ2(x)−3x2ϕ3(x)−x4Φ2(x)ϕ(x)−4x3Φ(x)ϕ2(x)
=ϕ(x)[3Φ2(x)+x{6xΦ2(x)−3xϕ2(x)−x3Φ2(x)+4Φ(x)ϕ(x)[1−x2]}]
2)グラフ法/数値法
また、以下に示すようにグラフをプロットすることで、これを数値的および視覚的に確認できました。しかし、適切な証明があると助かります。