従属カイ2乗確率変数の比率の分布


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仮定X I〜N (0 、σ 2)独立しています。X=X1+X2+⋯+XnXi∼N(0,σ2)

私の質問は、ディストリビューションが何をするかです

Z=X2X12+X22+⋯+Xn2

フォローする?ここから、Wとして表される2つのカイ2乗確率変数の比率がはベータ分布に従います。これはWとYの間の独立性を前提としていると思います。私の場合でも、Zの分母にはXの2乗の成分が含まれています。WW+YWYZX

もベータ分布のバリエーションに従う必要があると思いますが、よくわかりません。この仮定が正しい場合、それを証明する方法がわかりません。Z


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回転では分母の分布が不変なので、を√に等しく回転させることができます。X、これはあなたの質問をおなじみの何かに減らします:-)。nX1
— whuber

1
@whuberはそこで入力された内容を正確に意味していると確信しています。「分母」と言うとき、「分子」を意味しますか?
— Glen_b-モニカを2014

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XX1+1+⋯+1=nn

1
@whuberあなたの答えは確かに非常に興味深いようですが、私はそれについていくつか疑問があります。ように回転できると言うときXnX1ZnX12Z。ここで、W=X 2 1およびY=X 2 2 +⋯+X 2 nと仮定すると、WとYは独立しているため、Z=nWと仮定できます。nX12X12+X22+⋯+Xn2W=X12Y=X22+⋯+Xn2WYZ=nWW+Yβ

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X12(X1,…,Xn),

回答:


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この投稿では、質問へのコメントの回答について詳しく説明しています。


X=(X1,X2,…,Xn)e1∈Rn(e1,e2,…,en)

(e1⋅X)2||X||2=(e1⋅X)2X12+X22+⋯+Xn2

e1e1=(1,0,0,…,0)

(1)X12X12+X22+⋯+Xn2.

XiσY1,…,Ynσ2Γ(1/2)n−1Γ(1/2)Γ((n−1)/2)(1)

σ2Uσ2U+σ2V=UU+V

U=X12/σ2∼Γ(1/2)V=(X22+⋯+Xn2)/σ2∼Γ((n−1)/2)(1/2,(n−1)/2)XYX∼(1,K−1)Y∼2K

X1+⋯+Xn=(1,1,…,1)⋅(X1,X2,⋯,Xn)=ne1⋅X

e1=(1,1,…,1)/nZ(n)2=n(1/2,(n−1)/2)n≥2

fZ(z)=n1−n/2B(12,n−12)(n−z)n−3z

(0,n)


100,000Zσ=1n=2,3,10

図

Rsum(x)^2 / sum(x^2)Zxnrnormforapplyhistcurve

for (n in c(2, 3, 10)) {
  z <- apply(matrix(rnorm(n*1e5), nrow=n), 2, function(x) sum(x)^2 / sum(x^2))
  hist(z, freq=FALSE, breaks=seq(0, n, length.out=50), main=paste("n =", n), xlab="Z")
  curve(dbeta(x/n, 1/2, (n-1)/2)/n, add=TRUE, col="Red", lwd=2)
}
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