示す場合」sは独立していると場合


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ましょう独立ランダム変数です。Xi∼Gamma(α,pi),i=1,2,...,n+1

定義と。次に、が独立して分布していることを示します。Z1=∑i=1n+1XiZi=Xi∑j=1iXj,i=2,3,...,n+1Z1,Z2,...,Zn+1

の結合密度は、(X1,...,Xn+1)

fX(x1,...,xn+1)=[α∑i=1n+1pi∏i=1n+1Γ(pi)exp⁡(−α∑i=1n+1xi)∏i=1n+1xipi−1]Ixi>0,α>0,pi>0

我々変換、その結果X=(X1,⋯,Xn+1)↦Z=(Z1,⋯,Zn+1)

Z1=∑i=1n+1XiおよびZi=Xi∑j=1iXj,i=2,3,...,n+1

⟹xn+1=z1zn+1,

xn=z1zn(1−zn+1),

xn−1=z1zn−1(1−zn)(1−xn+1),

⋮

x3=z1z3∏j=4n+1(1−zj)

x2=z1z2∏j=3n+1(1−zj)

x1=z1∏j=2n+1(1−zj)、ここでおよび0<z1<∞0<zi<1,i=2,3,⋯,n+1

変換のヤコビアンは、J=∂(x1,...,xn+1)∂(z1,...,zn+1)=det(∂x1∂z1⋯∂x1∂zn+1⋱∂xn+1∂z1⋯∂xn+1∂zn+1)

操作を実行すると、の行列式としてR1′=∑1n+1RiJ

(100⋯00z2∏3n+1(1−zj)z1∏3n+1(1−zj)z3∏4n+1(1−zj)0z1∏4n+1(1−zj)⋱zn(1−zn+1)00⋯z1(1−zn+1)−z1znzn+100⋯0z1)

これは、と等しくなります。z1n(1−z3)(1−z4)2...(1−zn)n−2(1−zn+1)n−1

いくつかの単純化した後、私たちはの共同密度を得るなどをZ

fZ(z1,...,zn+1)=∏i=1n+1fZi(zi)

ここで、Z1∼Gamma(α,∑1n+1pi),

Z2∼Beta1(p1,p2),

Z3∼Beta1(p3,p1+p2),

⋮

Zn+1∼Beta1(pn+1,∑1npi)、

及び、0<z1<∞0<zi<1,i=2,3,⋯,n+1

α>0および(。pi>0i=1,2,...,n+1


言うまでもなく、逆解見つけてヤコビアンを評価するのは面倒で時間がかかりました。仕事をでなく、の分布も決定します。xiZi

の独立性を示す簡単な方法はありますか?Zi


rhsでを意味しました。...(1−zn+1)xn−1
— StubbornAtom

私はこれを単純化すると考えることができる唯一の方法は、n = 1の場合で始まるすなわち、誘導を利用して、発見されと、その後の独立使用して、独立していると(だけで追加すること)必要に応じて一つずつ。Z1Z2XiZjj<iXi
— 17

ディリクレ分布に関連しています。
— StubbornAtom 2017

回答:


2

同等の声明を証明します。

ましょう、、、独立しています。示し、。、。次に、、、、、およびは独立しており、です。n≥1Xk∼Γ(α,pk)k=1,…,n+1Sk=X1+⋯+Xkk=1,…,n+1Rk=SkSk+1k=1,…,nR1R2…RnSn+1Sn+1∼Γ(α,p1+⋯+pn+1)

備考 OP表記では、、、です。Z1=Sn+1Zk=1−Rk−1k=2,…,n+1

証明。は簡単です(そしてよく知られています)。n=1

n−1⇒n。

帰納法の仮説と独立性により、ベクトルと は独立しています。したがって、ベクトルおよびは独立しています。両方のベクトルには独立したコンポーネントがあります。による帰納法の仮説、による帰納法のベース。したがって、それらのコンポーネントは独立したランダム変数です。R=(R1,…,Rn−1)(Sn,Xn+1)R(SnSn+Xn+1,Sn+Xn+1)=(Rn,Sn+1)R(Rn,Sn+1)


の分布をステートメントに含めることは問題ありません。証明は変更されません。の分布はすでにそこにありますとの独立性は帰納法のベースからと言っておく必要があります。RnSnRnSn+1

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