ガンマ分布からの統計の独立性


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ましょは、ガンマ分布G a m m a (α 、β )からのランダムサンプルです。X1,...,XnGamma(α,β)

ましょうとS 2は、それぞれ、サンプル平均と標本分散すること。X¯S2

そして、ということを証明または反証とS 2 / ˉ X 2は独立しています。X¯S2/X¯2


私の試み:以来、我々はの独立性を確認する必要がありˉXおよび(XIをS2/X¯2=1n−1∑i=1n(XiX¯−1)2X¯が、どのように私はそれらの間の独立性を確立する必要がありますか?(XiX¯)i=1n


2
和と比率W i:= X i / UのベクトルWの結合ラプラス変換を考えます。これは、E { EXP [ - T U - Z ⊤ W ] }。これがtの関数とzの関数の積であることを示すことができます。U:=∑iXiWWi:=Xi/UE{exp⁡[−tU−z⊤W]}tz
— イブ

@Yves以下に投稿した私の回答を確認していただけませんか?
— ベルサークル2018年

回答:


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積分について、かわいくてシンプルで直感的に明らかなデモがあります。α. これは、一様分布、ガンマ分布、ポアソンプロセス、および確率変数のよく知られたプロパティにのみ依存し、次のようになります。

  1. 各は、ポアソンプロセスのαポイントが発生するまでの待機時間です。Xiα

  2. 和まで従って、待機時間であるN αそのプロセスの点が生じます。レッツ・コールこれらの点のZ 1、Z 2、... 、Z nはα。Y=X1+X2+⋯+XnnαZ1,Z2,…,Znα.

  3. 上の条件、最初のN α - 1点は、独立して均一に分散され0とY 。Ynα−10Y.

  4. したがって、比、独立して均一に分散され0と1 特に、それらの分布は依存しないY 。Zi/Y, i=1,2,…,nα−101.Y.

  5. したがって、任意の(測定)関数無関係であるY 。Zi/YY.

  6. X1/Y=Z[α]/YX2/Y=Z[2α]/Y−Z[α]/Y…Xn−1/Y=Z[(n−1)α]/Y−Z[(n−2)α]/YXn/Y=1−Z[(n−1)α]/Y
    []Zi

S2/X¯2Xi/YX¯=Y/n.


3

X¯nXi/X¯U:=∑XinWi:=Xi/UXiαiβ>0β=1

UW=[Wi]i=1n

ψ(t,z):=E{exp⁡[−tU−z⊤W}=E{exp⁡[−t∑iXi−∑iziXiU]}
n(0,∞)n
Cst∫exp⁡[−(1+t)(x1+⋯+xn)−z1x1+⋯+znxnx1+⋯+xn]x1α1−1…xnαn−1dx
xy:=(1+t)xtzUW

免責事項。この質問は、比例合計の独立性に関するルカーチの定理に関連しているため、ユージーンルカーチによるガンマ分布の特性化に関する記事に関連しています。ここでは、この記事の関連部分(つまりp。324)を抽出しましたが、表記法が一部変更されています。また、複素数を含む変数の変更を回避するために、特性関数の使用をラプラス変換の使用に置き換えました。


1
(+1)ガンマ分布の特性評価に関する論文。
— StubbornAtom

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U=∑iXi(Xi/U)iββ

Uβ(Xi/U)i

βα


α
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