Приблизний розподіл продукту N нормального iid? Особливий випадок μ≈0


12

З огляду на н.о.р. , і , шукаю:X n ≈ N ( μ X , σ 2 X ) μ X ≈ 0N≥30Xn≈N(μX,σX2)μX≈0

  1. точне наближення розподілу закритої форми YN=∏1NXn
  2. асимптотичне ( експоненціальне ?) наближення того ж добутку

Це окремий випадок більш загального питання .μX≈0


1. Чи є у вас інформація про та ? (Було б добре, якщо, наприклад, всі ) (2) Асимптотичне нормальне наближення буде жахливим , оскільки асимптотика не буде виглядати віддалено нормальною. μXσXμX/σX≫0Y
— whuber

Я просто швидко пограв з цим. Якщо вас цікавить, можна отримати точне рішення закритої форми для добутку випадкових величин, що є iid . Випадок, що не має нуля ускладнює справи. nN(0,σ2)μ
— вовчі

@whuber (1), зробивши якийсь Монте-Карло з деякими різними та , я виявив, що розподіл поводиться досить добре для та ; тепер я хотів би знайти хороший вираз для та схожий на те, як має кілька приємних наближень. Я побудував кілька наближень за допомогою розширення Тейлора, але вони погано поводяться. (2) добре, безумовно "виглядає" як сума нормальних з квадратом chi, тому можна звести до норми, якщо наближення "доводить" це. μσFN>30|μX|≥10σXμFσFχ2FF
— Андрій Позолотін

3
Коли , буде добре наближений логічним розподілом (як показує додаток теореми Баррі-Ессена до ). μX≥10σXYlog⁡(X)
— whuber

@whuber пряме застосування Баррі- дає , що справді добре, але воно втрачає деяку структуру: має бути негативним, повинен залежати від тощо, можливо, є кращі способи її застосування? FN≈0+1NZμFσFα
— Андрій Позолотін

Відповіді:


10

Точне рішення можна отримати в нульовому середньому випадку (частина В).

Проблема

Нехай позначають iid змінних, кожна зі спільними pdf :(X1,…,Xn)nN(0,σ2)f(x)

введіть тут опис зображення

Шукаємо pdf , для∏i=1nXin=2,3,…

Рішення

Pdf продукту двох таких Нормалів просто:

введіть тут опис зображення

... де я використовую TransformProductфункцію з пакету mathStatica для Mathematica . Доменом підтримки є:

введіть тут опис зображення

Добуток 3, 4, 5 і 6 нормалей виходить шляхом ітераційного застосування однієї і тієї ж функції (тут чотири рази):

введіть тут опис зображення

... де MeijerGпозначається функція Meijer G

За індукцією pdf добутку iid випадкових змінних дорівнює:nN(0,σ2)


1(2π)n2σnMeijerG[{{},{}},{{01,…,0n},{}},x22nσ2n] for x∈R

Швидкий чек Монте-Карло

Ось коротка перевірка порівняння:

  • щойно отриманий теоретичний pdf (коли і ): крива ЧЕРВЕНА ДОБАσ = 3n=6σ=3
  • до емпіричного pdf Монте-Карло: криво-синя крива

введіть тут опис зображення

Виглядає чудово! [синя кривизна Монте крива затемнює точну червону пунктирну криву]


Видатний, дякую, Колін. Тепер я бачу, чому я повинен купити вашу книгу :-) Також мене змушує задуматися, чи виглядає простішим. Час зняти з мене навички Wolfram. log(...MeijerG(...))
— Андрій Позолотін
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.