n個の均一に分布したr.vが与えられた場合、1つのrvのPDFをすべてのn個のr.vの合計で割ったものは何ですか?


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私は次のタイプのケースに興味があります。合計が1でなければならない「n」個の連続確率変数があります。そのような個々のそのような変数のPDFは何でしょうか。したがって、場合、の分布に興味があり。ここで、、およびはすべて均一に分布しています。もちろん、この例では、平均は、平均は、Rでの分布をシミュレートするのは簡単ですが、PDFまたはCDFの実際の方程式はわかりません。X 1n=3 X1X2X31/31/NX1X1+X2+X3X1,X2X31/31/n

この状況は、Irwin-Hallディストリビューション(https://en.wikipedia.org/wiki/Irwin%E2%80%93Hall_distribution)に関連しています。Irwin-Hallだけがn個の一様確率変数の合計の分布ですが、私はn個の一様rvのいずれかの分布をすべてのn変数の合計で除算したいと考えています。ありがとう。


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もしの連続した一様な確率変数の和、次いで、、との分布のでの分布と同じですでしょ?1 n = 3 X 1 + X 2 + X 3 = 1 X 1n1n=3X1+X2+X3=1X1X1X1+X2+X3=X1X1
Dilip Sarwate、2015年

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私は自分自身を修正する必要があります。N個の一様分布は合計が1ではありません。それらはそれぞれ0と1の間で一様であると想定しているため、それらの合計は0からNのいずれかになる可能性があります。これは、すべてのN個の一様変数の合計によって、合計が1で期待値が1 / NであるN個の確率変数のセットを取得します。注:最初の文から「ユニフォーム」という単語を削除しました。私が探している分布は均一ではありませんが、N個の均一変数の1つをN個のすべての均一変数の合計で除算することで得られます。どうすればいいのか分かりません。
user3593717

が指数分布している場合、正規化された変数のベクトルにはディリクレ分布があります。これ自体は興味深いかもしれませんが、調べてみると、この種の状況に対する戦術も提供される可能性があります。Xi
2015年

回答:


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ドメイン内のブレークポイントは、やや乱雑になります。単純ですが面倒なアプローチは、最終的な結果まで構築することです。以下のために聞かせて及び次にY = X 2 + X 3W = X 2 + X 3n=3,Y=X2+X3, T=1+WZ=1W=X2+X3X1,T=1+W.Z=1T=X1X1+X2+X3.

ブレークポイントは1であり 1及び2 2及び3およびとのために私があることが、完全なPDFを発見しましたW T 1 / 3 1 / 2 Z Y,W,T,1/31/2Z.

f(z)={     1(1z)2 ,if 0z1/33z39z2+6z13z3(1z)2 ,if 1/3z1/2       1z3z3 ,if 1/2z1

cdfは、として見つかり

F(z)={           z(1z) ,if 0z1/312+18z3+24z29z+16z2(1z) ,if 1/3z1/2        56+2z16z2 ,if 1/2z1

+1いいね。また、密度シミュレーションと見事に一致します。
Glen_b-2015

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LET。計算することにより 、の累積分布関数を見つけることができます 次に、Irwin-Hall pdfを区別して置き換え、目的のpdfを取得します。 Y=i=2nXiX1/i=1nXi

P(X1i=1nXit)=P(X1ti=1nXi)=P((1t)X1ti=2nXi)=P(X1t1tY)=01P(x1t1tY) dx1=01(1FY(1ttx1)) dx1=101FY(1ttx1) dx1
f(t)=01fY(1ttx1)x1t2 dx1=1t201(n1)t1tk=01ttx11(n2)!(1)k(n1k)(1ttx1k)n1x1 dx1
ここから少し面倒になりますが、積分と総和を交換してから、置換(たとえば、)を実行して積分を評価し、 PDFの明示的な式。u=tx11tk

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想定

「N個の一様分布は合計で1になりません。」

これは私が始めた方法です(それは不完全です):

を考え、少し表記を誤用してします。Y=i=1nXiX=Xi

およびについて考えます。U=XYV=Y

X=UVY=V

次に、変数の変換

J=[VU01]

の同時確率関数はで与えられます。(U,V)

fU,V(u,v)=fX,Y(uv,v)|J|

ここで、およびXU(0,1)YIrwinHall

fX(x)={10x10otherwise

そして、

fY(y)=12(n1)!k=0n(1)k(nk)(xk)n1sign(xk)

したがって、

fU,V(u,v)={12(n1)!k=0n(1)k(nk)(uvk)n1sign(uvk)0uv10otherwise

およびfU(u)=fU,V(u,v)dv


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合計にアーウィンホール分布があることがわかっているとします。Xが分布を持ち、がIrwin-Hall分布を持っているとき、質問がのpdf(またはCDF)を見つけるように変更されました。U(0,1)XYU(0,1)Y

まず、と pdfを見つける必要があります。XY

してみましょうY1=X1Y2=X1+X2Y3=X1+X2+X3

その後

X1=Y1X2=Y2Y1X3=Y3Y2Y1

J=|X1Y1X1Y2X1Y3X2Y1X2Y2X2Y3X3Y1X3Y2X3Y3|=1

ため有するIIDされしたがって、X1,X2,X3U(0,1),f(x1,x2,x3)=f(x1)f(x2)f(x3)=1

との共同分布は、y1,y2,y3

g(y1,y2,y3)=f(y1,y2,y3)|J|=1

次は、私たちが出て統合させ、我々はの同時分布を得ることができとの同時分布すなわちとY2Y1Y3X1X1+X2+X3

whuberによって提案されたように、私は制限を変更しました

(1)h(y1,y3)=y1+1y31g(y1,y2,y3)dy2=y1+1y311dy2=y3y12

これで、結合pdf が。つまり、結合pdfおよびは です。X,YX1X1+X2+X3y3y12

次にのPDFを見つけましょうXY

別の変換が必要です。

ましょうY1=XY2=XY

次にX=Y1Y=Y1Y2

その後

J=|xy1xy2yy1yy2|=|101y2y1y22|=y1y22

上記のステップref (1)からの結合分布はすでにあります。X,Y

g2(y1,y2)=h(y1,y3)|J|=(y3y12)y1y22

次に、我々は統合我々はのPDFファイルを取得から、我々はのPDFファイルを取得y1y2XY

(2)h2(y2)=01(y3y12)y1y22dy1=1y22(y32131)

これは PDF、つまりX/YX1X1+X2+X3

まだ完成していません。(2)のは何ですか?y3

最初の変換から、ことがます。Y3=X1+X2+X3

したがって、少なくともにはIrwin-Hall分布があることがます。Y3

明示的な式を取得するために、 pdf のIrwin-Hall(2)に接続できるでしょうか。または、グレンが示唆したように、ここからいくつかのシミュレーションを実行できますか?n=3


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シミュレーションはそのPDFに同意しないようです。
Glen_b-2015

ロジックと手順は正しいように見えますが、このソリューションについては不快に感じます。
ディープノース

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を統合した場合、条件およびを考慮する必要がありました。y2y1y2y3y31y2y1+1
whuber
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