分布


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Xがベータ分布Beta (1,K1)持ち、Y2K度のカイ2乗に従うと仮定します。さらに、XYは独立していると仮定します。

製品の分布はどのようなものですかZ=XY


私の試みを更新

fZ=y=y=+1|y|fY(y)fX(zy)dy=0+1B(1,K1)2KΓ(K)1yyK1ey/2(1z/y)K2dy=1B(1,K1)2KΓ(K)0+ey/2(yz)K2dy=1B(1,K1)2KΓ(K)[2K1ez/2Γ(K1,yz2)]0=2K1B(1,K1)2KΓ(K)ez/2Γ(K1,z/2)

それが正しいか?はいの場合、どのようにこの分布を呼び出しますか?


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これが宿題や自習の場合は、適切なタグを追加してください。私たちは(通常)このような問題を解決するのではなく、自分で解決策を導く手助けをします。これにより、一般に、将来このような問題を解決する方法をよりよく理解できます。
jbowman 2015年

確かではありませんが、おそらくこれはいくつかの助けになります:en.wikipedia.org/wiki/Noncentral_beta_distribution

2番目の変数を作成してみましたか?言いますか?そして、あなたはの同時分布得ることができるW Zをアウト統合Wのtehの分布を得るためにZをW=X+YW,ZWZ

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私はあなたがベータ密度関数は、間隔の補数にゼロであるという事実を使用している場所を確認していない[0,1]
whuber

@whuber私はエラーを見つけたと思います。完全な回答を提供しますか、それとも私が一人で行いますか?
タム2015年

回答:


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いくつかの貴重な発言の後、私は解決策を見つけることができました:

我々はおよびfYy=1fX(x)=1B(1,K1)(1x)K2fY(y)=12KΓ(K)yK1ey/2

また、我々は。したがって、x = zの場合0x1、我々のget 0Zx=zyということを意味ZY≤を0zy1zy

したがって: ここで、B1K1=Γ1ΓK1なので、最後の等式が成り立つ

fZ=y=y=+1|y|fY(y)fX(zy)dy=z+1B(1,K1)2KΓ(K)1yyK1ey/2(1z/y)K2dy=1B(1,K1)2KΓ(K)z+ey/2(yz)K2dy=1B(1,K1)2KΓ(K)[2K1ez/2Γ(K1,yz2)]z=2K1B(1,K1)2KΓ(K)ez/2Γ(K1)=12ez/2
B(1,K1)=Γ(1)Γ(K1)Γ(K)

したがって、はパラメータ1の指数分布に従いますZ ; または同等に、Z〜はχ 2 212Zχ22


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積分値は、この問題に快適な、自然の統計的ソリューションがある製品が有することを示す、χ 22 分布。これは、標準の正規変数の関数間でよく知られ、簡単に確立される関係にのみ依存しています。Kχ2(2)

いつ 一体である、ベータ1 K - 1 分布比率として生じる XK(1,K1) X及びZは独立しているが、Xを有するχ22

XX+Z
XZXχ2(2)分布を、そして有してχ 22 K - 2 分布。(たとえば、ベータ版の配布に関するWikipediaの記事を参照してください。) Zχ2(2K2)

任意の分布の二乗の和のことであるn個の独立した標準正規変量は。その結果、X + Zは、R 2 Kの標準的な多重正規分布を使用して、2 + 2 K 2 = 2 Kベクトルの2乗長として分散されます。χ2(n)nX+Z2+2K2=2KR2K持ち、は最初の2つの成分のです。そのベクトルは単位球S 2 Kに放射状に投影されます-X/(X+Z)S2K1

多重正規分布は球対称であるため、標準の多重正規ベクトルの単位球への投影は均一な分布になります。(つまり、直交グループの下では不変であり、2つの単純な事実の直後に続く結果です:(a)直交グループは原点を固定し、定義により共分散を変更しません;(b)平均と共分散は完全に決定します多変量正規分布Iは、ケースのためにこれを例示し、N = 3https://stats.stackexchange.com/a/7984)。実際、球面対称性は、この分布が元のベクトルの長さを条件として均一であることをすぐに示しています。比率Xnn=3したがって、長さに依存しません。X/(X+Z)

何このすべてが意味することは、その乗算である独立してχ 22 Kは変数Yは同じ分布を有する可変作成X /X + Z を乗じたX + Zを ; ウィットの分布にX有し、χ 22 分布。X/(X+Z)χ2(2K)YX/(X+Z)X+ZXχ2(2)


とてもいいアナロジー!ので、簡略化としてのみ起こるのに私が最後の段落約ビット不確か感じるためのどのことができない仕事、乗算の両側にある独立したχ 22 K X+Z χ2(2K)
西安

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しかし、パリのメトロをさらに熟考した後、X + Z は独立しているため、X + Z × X /X + Z またはY × X /X + Z は同じ分布になります。おめでとうございます!X/(X+Z)(X+Z)(X+Z)×X/(X+Z)Y×X/(X+Z)
西安

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補遺: 1定義A場合推論は、同様に非整数Kのために行くガンマとしてのGa Q / 2 1 / 2 χq2Ga(q/2,1/2)
西安

1
@ Xi'an明快なコメントをありがとうございます。実際、認識活用する一方向と、X + Zが独立しているが、それらの密度関数が分離されることを含意を追求することである:及びそのアイデアは、非整数の一般的な場合に変更することなく適用されるK。たたみ込みX Yを直接計算することを好む人でさえ、これらの統計的洞察は、変数の適切な変更によって統合を進める単純で効果的な方法を示唆しています。X/(X+Z)X+ZKXY
whuber

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ヤコビアンを使用することが「簡単」であり、次にf Zを取得するため、最初にZX(またはY)の結合密度を計算することによりの密度を見つけるという一般的に使用される戦術を大幅に廃止します。 限界密度として(Rusty Statisticianの回答を参照)。ZのCDFを直接見つけて、pdfを見つけるために区別する方がはるかに簡単です。これは、以下で使用されるアプローチです。Z=g(X,Y)ZXYfZZ

及び Yは、密度の独立ランダム変数である F XX = K - 1 1 - X K - 2 1 0 1 X 及び F YY = 1XYfX(x)=(K1)(1x)K21(0,1)(x)。次に、Z=XYの場合、z>0P{Z>z}fY(y)=12K(K1)!yK1ey/21(0,)(y)Z=XYz>0

P{Z>z}=P{XY>z}=y=z12K(K1)!yK1ey/2[x=zy1(K1)(1x)K2dx]dy=y=z12K(K1)!yK1ey/2(1zy)K1dy=y=z12K(K1)!(yz)K1ey/2dy=ez/2012K(K1)!tK1et/2dy   on setting yz=t=ez/2on noting that the integral is thatof a Gamma pdf

It is well-known that if VExponential(λ), then P{V>v}=eλv. It follows that Z=XY has an exponential density with parameter λ=12, which is also the χ2(2) distribution.

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