Отримання двовимірного розподілу Пуассона


14

Нещодавно я стикався з біваріантним розповсюдженням Пуассона, але я трохи розгублений, як це можна отримати.

Розподіл задається:

P(X=x,Y=y)=e−(θ1+θ2+θ0)θ1xx!θ2yy!∑i=0min(x,y)(xi)(yi)i!(θ0θ1θ2)i

З того, що я можу зібрати, термін θ0 є мірою кореляції між X і Y ; отже, коли X і Y незалежні, θ0=0 і розподіл просто стає добутком двох одномірних розподілів Пуассона.

Маючи це на увазі, моя плутанина грунтується на терміні підсумовування - Я припускаю , що цей термін пояснює кореляцію між X і Y .

Мені здається, що підсумок являє собою якийсь добуток двочленних функцій кумулятивного розподілу, де ймовірність "успіху" задається (θ0θ1θ2) і ймовірність "відмови" задається i!1min(x,y)−i , тому що (i!1min(x,y)−i!)(min(x,y)−i)=i!, але я міг би обійтись цим.

Чи може хтось надати якусь допомогу щодо того, як можна отримати цей розподіл? Крім того, якби це могло бути включено до будь-якої відповіді, як ця модель може бути поширена на багатоваріантний сценарій (скажімо, три чи більше випадкових змінних), це було б чудово!

(Нарешті, я зазначив, що раніше було поставлене подібне питання ( Розуміння двозначного розподілу Пуассона ), але деривація насправді не досліджувалася.)


2
Чи не повинен перший доданок із експонентом бути замість ? e−(θ1+θ2+θ0)eθ1+θ2+θ0
— Жиль

1
@Giles Вибачте, я спочатку неправильно прочитав ваш коментар - так, ви маєте рацію; термін повинен читати . Дякуємо, що це зробили! e−(θ1+θ2+θ0)
— user9171

3
Взагалі, це не "" для багатоваріантних версій одновимірних розподілів, за кількома звичайними винятками (наприклад, "багатоваріантний нормальний"). Існує багато способів отримання багатоваріантних розширень, залежно від того, які функції є найважливішими. У різних авторів можуть бути різні багатоваріантні версії загальних одновимірних розподілів. Так в цілому, можна сказати що - щось на кшталт « в багатовимірному Пуассона», або «Так- то і так- х років двовимірним Пуассона» Це один досить природно один, але не єдиний ..
— Glen_b -Reinstate Моніка

2
(ctd) ... наприклад, деякі автори шукають багатоваріантний розподіл, здатний мати негативну залежність, таку здатність не має.
— Glen_b -Встановити Моніку

Відповіді:


18

У слайд-презентації Карліс і Нтцуфрас визначають біваріантний Пуассон як розподіл де незалежно мають розподіли Пуассона . Нагадаємо, що мати такий спосіб розподілу(X,Y)=(X1+X0,X2+X0)Xiθi

Pr(Xi=k)=e−θiθikk!

дляk=0,1,2,….

Подія - це неперервне об'єднання подій(X,Y)=(x,y)

(X0,X1,X2)=(i,x−i,y−i)

для всіх які роблять усі три компоненти невід’ємними цілими числами, з яких ми можемо зробити висновок, що . Оскільки є незалежними, їх ймовірності множиться, звідсиi0≤i≤min(x,y)Xi

F(θ0,θ1,θ2)(x,y)=Pr((X,Y)=(x,y))=∑i=0min(x,y)Pr(X0=i)Pr(X1=x−i)Pr(X2=y−i).

Це формула; ми зробили. Але щоб побачити, що це еквівалентно формулі у питанні, скористайтеся визначенням розподілу Пуассона, щоб записати ці ймовірності через параметри і (припускаючи, що жоден з не дорівнює нулю) переробити його алгебраїчно виглядати якомога більше, як продукт :θiθ1,θ2Pr(X1=x)Pr(X2=y)

F(θ0,θ1,θ2)(x,y)=∑i=0min(x,y)(e−θ0θ0ii!)(e−θ1θ1x−i(x−i)!)(e−θ2θ2y−i(y−i)!)=e−(θ1+θ2)θ1xx!θ2yy!(e−θ0∑i=0min(x,y)θ0ii!x!θ1−i(x−i)!y!θ2−i(y−i)!).

Якщо ви дійсно хочете - це дещо сугестивно - ви можете повторно виразити доданки у сумі за допомогою біноміальних коефіцієнтів Та , поступаючись(xi)=x!/((x−i)!i!)(yi)

F(θ0,θ1,θ2)(x,y)=e−(θ0+θ1+θ2)θ1xx!θ2yy!∑i=0min(x,y)i!(xi)(yi)(θ0θ1θ2)i,

точно, як у питанні.


Узагальнення до багатоваріантних сценаріїв може тривати декількома способами, залежно від необхідної гнучкості. Найпростіший міг би передбачити розподіл

(X1+X0,X2+X0,…,Xd+X0)

для незалежних розподілених Пуассона . Для більшої гнучкості можна ввести додаткові змінні. Наприклад, використовуйте незалежні змінні Poisson і розгляньте багатоваріантний розподіл ,X0,X1,…,XdηiY1,…,YdXi+(Yi+Yi+1+⋯+Yd)i=1,2,…,d.


1
кудо! До речі, чи не повинен другий у великих дужках до останнього кроку бути ? e−θ0e−θ2
— Жиль

1
@Gilles Дякую за те, що ви потрапили в друкарську помилку - я це виправив. Початковий показник повинен бути ; в дужках правильно. θ0+θ1θ1+θ2e−θ0
— whuber

@whuber Дякую мільйон! Це ідеальна відповідь!
— user9171

@whuber Чудова відповідь! Я досі не бачу, чому подія має бути нерозбірливим об'єднанням подій . Я думаю, це справедливо лише для . Можливо, ви мали на увазі (компонентний)? Але чи достатньо цього для характеристики функції розподілу? (X,Y)=(x,y)(X0,X1,X2)=(i,x−i,y−i)i=0(X,Y)≤(x,y)
— vanguard2k

@ vanguard2k Я не розумію ваш коментар. Ви стверджуєте, що ці події не є непересічними? (Але вони повинні бути, оскільки вони мають чіткі значення .) Або ти стверджуєш, що вони не є вичерпними? (Якщо так, то яке значення ( , на вашу думку, не включено?)X0(X,Y)
— whuber

4

Ось спосіб отримати двоваріантний розподіл пуассона.

Нехай - незалежні випадкові величини Пуассона з параметрами . Тоді визначаємо . Загальна для обох та змінна спричиняє кореляцію пари . Тоді ми повинні обчислити функцію масової ймовірності:X0,X1,X2θ0,θ1,θ2Y1=X0+X1,Y2=X0+X2X0Y1Y2(Y1,Y2)

P(Y1=y1,Y2=y2)=P(X0+X1=y1,X0+X2=y2)=∑x0=0min(y1,y2)P(X0=x0)P(X1=y1−x0)P(X2=y2−y0)=∑x0=0min(y1,y2)e−θ0θ0x0x0!e−θ1θ1y1−x0(y1−x0)!e−θ2θ2y2−x0(y2−x0)!=e−θ0−θ1−θ2θ1y1θ2y2∑x0=0min(y1,y2)(θ0θ1θ2)x0x0!(y1x0)(y2x0)

Сподіваюся, що це допоможе!

1
Привіт Kjetil - я виправив проблеми з форматуванням (але, бажаючи змінити якомога менше, залишив кілька помилок недоторканими). Я не розумію, чому ви розміщуєте репліку виведення в моїй попередній відповіді, особливо коли ви втратили деякі вирішальні фактори по дорозі, які спричиняють неправильний кінцевий результат. Чи є певний момент, який ви намагаєтеся зробити? TEX
— whuber

1
whuber: Я почав писати свою відповідь перед вашою відповіддю, де розміщено! інакше я б не написав цього.
— kjetil b halvorsen
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.