モーメント生成関数の実際の使用


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ほとんどの基本的な確率理論コースでは、指示されたモーメント生成関数(mgf)は確率変数のモーメントの計算に役立ちます。特に期待と分散。現在、ほとんどのコースで、期待値と差異について提供する例は、定義を使用して分析的に解決できます。

期待値と分散を見つけることが分析的に困難であり、mgfの使用が必要であった分布の実際の例はありますか?ベーシックコースでなぜ重要なのか正確に理解できないので、お願いします。

回答:


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導入コースでは、mgfはやややる気がないように見えるかもしれません。だから、いくつかの使用例。まず、離散確率問題では、確率生成関数を使用することがよくありますが、これはmgfの異なるパッケージにすぎません。モーメント生成関数と確率生成関数の違い何ですか?を参照してください。PGFは、それ以外の場合は解決するのは難しいかもしれないいくつかの確率の問題を解決するために使用することができ、このサイト上の最近の例では、参照の二つの連続ヘッドに必要な試行回数のPMFの合計Nでガンマ分布をNポアソン分布であること。まだ入門コースで使用することができ、いくつかのそれほど明白ではないアプリケーションは、で与えられている 変数の逆数の期待の期待値を1/バツバツベータ分布に従う独立したRV車のためにバツ1バツ2バツバツ1+バツ2=dバツ1+バツバツ2=dバツ意味しますか?

別の種類の使用法は、確率分布の近似を作成することです。1つの例は鞍点近似です。これは、キュムラント生成関数と呼ばれるmgfの自然対数を開始点とします。鞍点近似はどのように機能するかを参照してください そしていくつかの例については、参照のポアソン確率変数の加重和のためにバウンド し、 ガンマ確率変数のジェネリック合計

Mgfは、限界定理を証明するために使用することもできます。たとえば、二項分布のポアソン限界です。ポアソン分布が二項分布の制限ケースである理由を直感的に理解します mgfを使用して証明できます。

MGFの保険数理上の使用のいくつかの例(ソリューションと運動セット)ここで見つけることができます: https://faculty.math.illinois.edu/~hildebr/370/370mgfproblemssol.pdfは 「積率母関数の数理計算上の」でインターネット検索を提供します同様の例がたくさん。アクチュアリーは、別の方法では解決が難しいいくつかの問題(プレミアム計算のインスタンスで発生する)をmgfで解決しているようです。セクション3.5の21ページ保険数理リスク理論に関する本の 1つの例。そのようなアプリケーションの(推定される)mgfのソースの1つは、経験的なmgfである可能性があります(奇妙なことに、ここには経験的なモーメント生成関数に関する投稿が1つもありません)。


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リンクされたPDF質問の保険数理のユースケースは、不思議なことに、薄い空気のように見える分布からのMGFが与えられているため、特に明快ではないと想定しています。「アクチュアリーMGF」をグーグルで回すと、同様に循環的に、神秘的な分布のMGFをすでに知っているという何らかの前提になっている他の学問的な疑問が生じるだけです。未知の場合、そのようなことをどのようにして導き出すでしょうか?ただし、他の例はより具体的なものです。
ijoseph 2018年

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期待値と分散を見つけることが分析的に困難であり、mgfの使用が必要であった分布の実際の例はありますか?

質量/密度の和/積分として標準式を使用して平均と分散を見つけるのが難しい問題がたくさんあります。これが困難ではあるが不可能ではない1つの例は、確率質量関数を持つクーポンコレクターの分布です。

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