Зв'язок між гаммою та розподіленням у квадраті


15

Якщо де , тобто всі є звичайними випадковими змінними нульового значення з однаковими варіаціями, тоді

Y=i=1NXi2
XiN(0,σ2)Xi
YΓ(N2,2σ2).

Я знаю , що хі-квадрат розподіл є окремим випадком гамма - розподілу, але не може отримати розподіл хі-квадрат для випадкової величини . Будь-яку допомогу, будь ласка?Y

Відповіді:


17

Якесь тло

Розподіл визначається як розподіл, що є результатом підсумовування квадратів n незалежних випадкових величин N ( 0 , 1 ) , так що: Якщо  X 1 , , X nN ( 0 , 1 )  і незалежні, то  Y 1 = n i = 1 X 2 iχ 2 n , де X Yχn2nN(0,1)

If X1,,XnN(0,1) and are independent, then Y1=i=1nXi2χn2,
XYпозначає, що випадкові величини і Y мають однаковий розподіл (EDIT: буде позначати як розподіл у квадраті Chi з ступенями свободи, так і випадкову змінну з таким розподілом ). Тепер pdf розподілу є Отже, дійсно розподіл є особливим випадком розподілу з pdf XY n χn2n f χ 2 (x;n)= 1χn2χ 2 n Γ ( p , a ) f Γ ( x ; a , p ) = 1
fχ2(x;n)=12n2Γ(n2)xn21ex2,for x0 (and 0 otherwise).
χn2Γ(p,a)χ 2 nΓ ( n
fΓ(x;a,p)=1apΓ(p)xp1exa,for x0 (and 0 otherwise).
Тепер зрозуміло, що .χn2Γ(n2,2)

Ваша справа

Різниця у вашому випадку полягає в тому, що у вас є звичайні змінні із загальними дисперсіями . Але подібний розподіл виникає у тому випадку: тому слід за розподілом, що виникає внаслідок множення випадкової величини на . Це легко отримати при перетворенні випадкових змінних ( ): Зауважте, що це те саме, що говорити, щоXiσ21

Y2=i=1nXi2=σ2i=1n(Xiσ)2σ2χn2,
Yχn2σ2Y2=σ2Y1
fσ2χ2(x;n)=fχ2(xσ2;n)1σ2.
Y2Γ(n2,2σ2)так може бути поглинений гамма в параметра.σ2a

Примітка

Якщо ви хочете вивести ПДФ з нуля (який також відноситься до ситуації з при зміні незначного), ви можете стежити за перші кроком тут для , використовуючи стандартне перетворення для випадкових змінних. Тоді ви можете або виконати наступні кроки, або скоротити доказ, покладаючись на властивості згортки розподілу Гамма та його зв’язок із описаним вище .χn2σ21χ12χн2


Приємний опис (+1). Але я сумніваюся, коли ви говорите, що ймовірно, це має бути деІ нарешті,Y2σ2χн2,Y2=σ2U,Uχн2.fσ2U(х;н)=fχ2(хσ2;н)1σ2.
кака

Дякую @kaka. По-перше, насправді під позначенням я маю на увазі випадкову змінну, яка виникає, коли ви множите змінну на , тому ми обидва говоримо те саме. .. З другого пункту нагадайте, що - позначення, яке я використовував для позначення щільності (параметр з'являється як другий аргумент). З вашим позначенням щільність буде читатися як , що також добре, але ви повторюєте двічі . χ 2 n σ 2 f χ 2 ( x ; n ) χ 2 n n σ 2 χ 2 n f χ 2 n ( x ; n ) nσ2χн2χн2σ2fχ2(х;н)χн2нσ2χн2fχн2(х;н)н
epsilone

Але в першому рівнянні ви визначили як розподілN i = 1 X 2 i .Хн2i=1NХi2.
кака

Так, і в рівнянні для у є дисперсія , тому є як в першому рівнянні. X i σ 2 X iY2Хiσ2 XiХiσХi
epsilone

3
nχн2 позначає функцію розподілу квадрата Chi з ступенями свободи, а також випадкову змінну, яка слідує за таким розподілом. Це може бути зловживання нотацією, але сенс повинен бути зрозумілим. Я відредагую відповідь, щоб все-таки уточнити її. н
epsilone
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.