ให้ n ของ r.v ที่กระจายอย่างสม่ำเสมอ PDF สำหรับ 1 rv หารด้วยผลรวมของ n r.v ทั้งหมดคืออะไร?


10

ฉันสนใจกรณีประเภทต่อไปนี้: มีตัวแปรสุ่มแบบต่อเนื่อง 'n' ซึ่งจะต้องรวมเป็น 1 แล้ว PDF จะเป็นอย่างไรสำหรับตัวแปรตัวใดตัวหนึ่ง ดังนั้นถ้าn=3ดังนั้นฉันสนใจในการแจกแจงสำหรับX1X1+X2+X3โดยที่X1,X2และX3มีการกระจายอย่างสม่ำเสมอ ค่าเฉลี่ยของหลักสูตรในตัวอย่างนี้คือ1/3เป็นค่าเฉลี่ยเป็นเพียง1/nและแม้ว่ามันจะเป็นเรื่องง่ายที่จะกระจายจำลองใน R ผมไม่ทราบว่าสิ่งที่เกิดขึ้นจริงสมสำหรับ PDF หรือ CDF คือ

สถานการณ์นี้เกี่ยวข้องกับการแจกแจงของ Irwin-Hall ( https://en.wikipedia.org/wiki/Irwin%E2%80%93Hall_distribution ) มีเพียงเออร์วิน - ฮอลล์คือการกระจายตัวของผลรวมของตัวแปรสุ่ม n ชุดในขณะที่ฉันต้องการการกระจายของหนึ่งใน rv ที่เหมือนกันหารด้วยผลรวมของตัวแปร n ทั้งหมด ขอบคุณ


1
ถ้าอย่างต่อเนื่องสม่ำเสมอสุ่มรวมตัวแปร1แล้วกับn = 3 , X 1 +n1n=3และเพื่อให้การกระจายตัวของ X 1X1+X2+X3=1X1X1+X2+X3=X1เท่ากับการกระจายของจริงไหม? X1
— Dilip Sarwate

1
ฉันควรแก้ไขด้วยตัวเอง: การแจกแจงแบบ N จะไม่รวมกันเป็น 1 ฉันถือว่าพวกมันแต่ละชุดอยู่ระหว่าง 0 ถึง 1 และผลรวมของพวกมันอาจเป็นอะไรก็ได้ตั้งแต่ 0 ถึง N โดยรวมผลรวมของตัวแปร N ทั้งหมดเพื่อรับชุดของตัวแปรสุ่ม N ซึ่งรวมถึง 1 และมีค่าที่คาดหวัง 1 / N หมายเหตุ: ฉันลบคำว่า 'ชุด' ออกจากประโยคแรกของฉัน การกระจายที่ฉันกำลังมองหาไม่เหมือนกัน แต่มาจากการหารหนึ่งในตัวแปรชุด N โดยผลรวมของตัวแปรชุด N ทั้งหมดอย่างใด ฉันไม่แน่ใจเหมือนกัน
— user3593717

ในกรณีที่มีการแจกแจงแบบเอ็กซ์โพเนนเชียลเวกเตอร์ของตัวแปรที่ทำให้เป็นมาตรฐานจะมีการแจกแจง Dirichlet สิ่งนี้อาจเป็นที่สนใจของตัวเอง แต่การตรวจสอบอาจเป็นกลยุทธ์สำหรับสถานการณ์ประเภทนี้ Xi
— คาดเดา

คำตอบ:


4

จุดพักในโดเมนทำให้ค่อนข้างยุ่ง วิธีการที่เรียบง่าย แต่น่าเบื่อคือการสร้างผลลัพธ์สุดท้าย สำหรับให้Y = X 2 + X 3 , W = X 2 + X 3n=3,Y=X2+X3, และT=1+W จากนั้นZ=1W=X2+X3X1,T=1+W.Z=1T=X1X1+X2+X3.

จุดพักอยู่ที่ 1 สำหรับ 1 และ 2 สำหรับW , 2 และ 3 สำหรับT ,และ1 / 3และ1 / 2สำหรับZ ฉันพบไฟล์ PDF ที่สมบูรณ์ที่จะเป็นY,W,T,1/31/2Z.

ฉ(Z)={     1(1-Z)2 ,ถ้า 0≤Z≤1/33Z3-9Z2+6Z-13Z3(1-Z)2 ,ถ้า 1/3≤Z≤1/2       1-Z3Z3 ,ถ้า 1/2≤Z≤1

cdf สามารถพบได้ในขณะที่

F(Z)={           Z(1-Z) ,ถ้า 0≤Z≤1/312+-18Z3+24Z2-9Z+16Z2(1-Z) ,ถ้า 1/3≤Z≤1/2        56+2Z-16Z2 ,ถ้า 1/2≤Z≤1

+1 ดี นอกจากนี้ความหนาแน่นของคุณตกลงอย่างสวยงามด้วยการจำลอง
— Glen_b -Reinstate Monica

2

Let ฉัน เราสามารถหา cdf ของX 1 / ∑ n i = 1 X i ได้โดยการคำนวณ P ( X 1Y=Σผม=2nXผมX1/∑i=1nXi จากนั้นเราแยกความแตกต่างและแทนที่ Irwin-Hall pdf เพื่อรับ pdf ที่ต้องการ: f(

P(X1∑i=1nXi≤t)=P(X1≤t∑i=1nXi)=P((1−t)X1≤t∑i=2nXi)=P(X1≤t1−tY)=∫01P(x1≤t1−tY) dx1=∫01(1−FY(1−ttx1)) dx1=1−∫01FY(1−ttx1) dx1
จากที่นี่มันยุ่งเล็กน้อย แต่คุณควรจะสามารถแลกเปลี่ยนอินทิกรัลและการรวมแล้วทำการแทน (เช่นu=tx1
f(t)=∫01fY(1−ttx1)⋅x1t2 dx1=1t2∫01∧(n−1)t1−t∑k=0⌊1−ttx1⌋1(n−2)!(−1)k(n−1k)(1−ttx1−k)n−1x1 dx1
) เพื่อประเมินอินทิกรัลและเพื่อให้ได้สูตรที่ชัดเจนสำหรับ pdfu=tx11−t−k

1

ทะลึ่ง

"การแจกแจงแบบ N ไม่มีผลรวมถึง 1"

นี่คือวิธีที่ฉันเริ่ม (ไม่สมบูรณ์):

พิจารณาและให้X = X iY=∑i=1nXiX=Xiโดยใช้สัญลักษณ์เล็กน้อย

พิจารณาและV=Y:U=XYV=Y

X=UVY=V

จากนั้นติดตามการเปลี่ยนแปลงของตัวแปร :

J=[VU01]

ฟังก์ชันความน่าจะเป็นร่วมของมอบให้โดย:(U,V)

fU,V(u,v)=fX,Y(uv,v)|J|

ที่ไหนและY ~ ฉันr W ฉันn H ลิตรลิตรX∼U(0,1)Y∼IrwinHall

fX(x)={10≤x≤10otherwise

และ,

fY(y)=12(n−1)!∑k=0n(−1)k(nk)(x−k)n−1sign(x−k)

ดังนั้น

fU,V(u,v)={12(n−1)!∑k=0n(−1)k(nk)(uv−k)n−1sign(uv−k)0≤uv≤10otherwise

และfU(u)=∫fU,V(u,v)dv


0

สมมติว่าเรารู้แล้วว่าผลรวมของมีการแจกแจงเออร์วิน - ฮอลล์ ตอนนี้คำถามของคุณเปลี่ยนเพื่อค้นหา pdf (หรือ CDF) ของXU(0,1)เมื่อ X มีการแจกแจงU(0,1)และYXYU(0,1)Yมีการแจกแจงแบบ Irwin-Hall

ก่อนอื่นเราต้องหาเขาให้เป็น pdf ร่วมของและYXY Y

ให้Y1=X1Y2=X1+X2Y3=X1+X2+X3

แล้วก็

X1=Y1X2=Y2−Y1X3=Y3−Y2−Y1

∴

J=|∂X1∂Y1∂X1∂Y2∂X1∂Y3∂X2∂Y1∂X2∂Y2∂X2∂Y3∂X3∂Y1∂X3∂Y2∂X3∂Y3|=−1

ตั้งแต่จะ IID กับU ( 0 , 1 ) ,ดังนั้นF ( x 1 , x 2 , x 3 ) = F ( x 1 ) F ( x 2 ) F ( x 3 ) = 1X1,X2,X3U(0,1),f(x1,x2,x3)=ฉ(x1)ฉ(x2)ฉ(x3)=1

การกระจายตัวร่วมกับคือY1,Y2,Y3

ก.(Y1,Y2,Y3)=ฉ(Y1,Y2,Y3)|J|=1

ต่อไปให้เรารวมและเราจะได้การกระจายตัวของY 1และY 3ร่วมกันนั่นคือการกระจายร่วมของX 1และX 1 + X 2 + X 3Y2Y1Y3X1X1+X2+X3

ตามที่แนะนำโดย whuber ตอนนี้ฉันเปลี่ยนข้อ จำกัด

(1)ชั่วโมง(Y1,Y3)=∫Y1+1Y3-1ก.(Y1,Y2,Y3)dY2=∫Y1+1Y3-11dY2=Y3-Y1-2

X,YX1X1+X2+X3Y3-Y1-2

XY

เราต้องการการเปลี่ยนแปลงอื่น:

Y1=XY2=XY

X=Y1Y=Y1Y2

แล้วก็

J=|∂x∂Y1∂x∂Y2∂Y∂Y1∂Y∂Y2|=|101Y2-Y1Y22|=-Y1Y22

X,Y

∴

ก.2(Y1,Y2)=ชั่วโมง(Y1,Y3)|J|=(Y3-Y1-2)Y1Y22

Y1Y2XY

(2)ชั่วโมง2(Y2)=∫01(Y3-Y1-2)Y1Y22dY1=1Y22(Y32-13-1)

X/YX1X1+X2+X3

Y3แล้ว?

Y3=X1+X2+X3

Y3

n=3


2
การจำลองดูเหมือนจะไม่เห็นด้วยกับไฟล์ PDF นั้น
— Glen_b -Reinstate Monica

ตรรกะและขั้นตอนดูเหมือนถูกต้อง แต่ฉันรู้สึกไม่สบายใจเกี่ยวกับโซลูชันนี้
— Deep North

2
Y2Y1≤Y2≤Y3y3−1≤y2≤y1+1
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.