ランダムな数のiid確率変数の合計の3番目の中心モーメント


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この質問に触発され、ランダムな数のiidランダム変数の合計の3番目の中心モーメントの式を取得しようとしました。私の質問は、それが正しいかどうか、正しくない場合、何が間違っているか、またはどの追加の仮定が欠落している可能性があるかです。

具体的には:

N

S=1NXi,
非負の整数値の確率変数です。N

との両方の分布がわかっている(そしてがiidである)と仮定すると、 3番目の中心モーメントの値を知りたいと思います。NXXiS

総累積の法則を使用する:

μ3(S)=E[μ3(S|N)]+μ3(E[S|N])+3cov(E[S|N],V[S|N]),

しかし、、、そして私が正しい場合は。したがって:E[S|N]=NE[X]E[S|N]=NV[X]μ3(S|N)=Nμ3[X]

μ3(S)=E[Nμ3(X)]+μ3(NE[X])+3cov(NE[X],NV[X]),

そして、のモーメントは既知であるはずなので、X

μ3(S)=μ3(X)E[N]+E[X]3μ3(N)+3E[X]V[X]cov(N,N)

もちろん、なので、cov(N,N)=V[N]

μ3(S)=μ3(X)E[N]+E[X]3μ3(N)+3E[X]V[X]V[N]

正しいですか?なにが問題ですか?他にどのような仮定が欠けていますか?

回答:


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あなたの歩みは私には正しいようです。瞬間が存在すると仮定する必要があります。わからなかった唯一のステップはでした。しかし、次のことを証明できます。μ3(S|X)=Nμ3[X]

n

μ3(S|X)=E[(SE[S])3|N]=E[(i=1N(XiE[X]))3|N]=E[i=1N(XiE[X])3|N]
最後の等式を確立する場所には、多項定理を使用できます。与えられた、n

kはiは=2、Ijはk個のJ=1XIXJXJ-E[X]μ3S|X=Nをμ3[X]

E[(i=1n(XiE[X]))3]=E[i=1nki=3(3k1,,kn)(X1E[X])k1(XnE[X])kn]=E[i=1n(XiE[X])3],
ときのでいずれかの、別の存在ここで、(と独立性、および期待値がゼロであり、その特定の項がゼロになるため)。であることは明らかです。ki=2ijkj=1XiXjXjE[X]μ3(S|X)=Nμ3[X]
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