Зважаючи на n рівномірно розподілених r.v's, що PDF за один rv ділиться на суму всіх n r.v's?


10

Мене цікавить такий тип випадків: є безперервні випадкові змінні, що мають значення n, які повинні дорівнювати 1. Який тоді буде PDF для будь-якої окремої такої змінної? Отже, якщо , то мене цікавить розподіл для , де і розподілені рівномірно. Середнє значення, звичайно, у цьому прикладі становить , оскільки середнє значення становить лише , і хоча легко моделювати розподіл у R, я не знаю, що таке фактичне рівняння для PDF чи CDF.X 1n=3X1X1+X2+X3Х 3 1 / 3 1 / пX1,X2X31/31/n

Ця ситуація пов'язана з розподілом Ірвіна-Холла ( https://en.wikipedia.org/wiki/Irwin%E2%80%93Hall_distribution ). Тільки Ірвін-Холл - це розподіл суми n рівномірних випадкових величин, тоді як я хотів би розподілу для однієї з n рівномірних rv, поділених на суму всіх n змінних. Дякую.


1
Якщо суцільних однорідних випадкових величин дорівнює , то при , і тому розподіл є таким же, як розподіл , правда? 1 n = 3 X 1 + X 2 + X 3 = 1 X 1n1n=3X1+X2+X3=1X1X1+X2+X3=X1X1
— Діліп Сарват

1
Я повинен виправити себе: N рівномірних розподілів не дорівнює 1. Я припускаю, що вони однакові між 0 і 1, і тому їх сума може бути будь-якою від 0 до Н. Я думаю взяти кожну рівномірну змінну і розділити це за сумою всіх N рівномірних змінних, щоб отримати набір з N випадкових змінних, які дорівнюють 1 і очікували значення 1 / N. Примітка. Я вилучив слово "уніформа" зі свого першого речення. Я шукаю розподіл не є рівномірним, але походить від поділу однієї з N однорідних змінних на суму всіх N єдиних змінних. Я просто не впевнений, як.
— користувач3593717

Там, де розподілені експоненціально, вектор нормалізованих змінних має розподіл Діріхле. Це може представляти інтерес саме по собі, але розглянуте може також забезпечити тактику такого типу ситуації. Xi
— вигадки

Відповіді:


4

Точки перерви в домені роблять це дещо безладним. Простий, але виснажливий підхід полягає в тому, щоб домогтися остаточного результату. Для нехай Y = X 2 + X 3 , W = X 2 + X 3n=3,Y=X2+X3, іТ=1+W. ТодіZ=1W=X2+X3X1,T=1+W.Z=1T=X1X1+X2+X3.

Ці контрольні точки знаходяться на 1 для 1 і 2 для W , 2 і 3 для Т , і 1 / 3 і 1 / 2 для Z . Я знайшов повний pdfY,W,T,1/31/2Z.

f(z)={     1(1−z)2 ,if 0≤z≤1/33z3−9z2+6z−13z3(1−z)2 ,if 1/3≤z≤1/2       1−z3z3 ,if 1/2≤z≤1

Потім cdf можна знайти як

F(z)={           z(1−z) ,if 0≤z≤1/312+−18z3+24z2−9z+16z2(1−z) ,if 1/3≤z≤1/2        56+2z−16z2 ,if 1/2≤z≤1

+1 Приємно. Крім того, ваша щільність чудово узгоджується з імітацією.
— Glen_b -Встановіть Моніку

2

Нехай . Ми можемо знайти cdf X 1 / ∑ n i = 1 X i , обчисливши P ( X 1Y=∑i=2нХiХ1/∑i=1нХi Потім диференціюємо і підставляємо pdf Irwin-Hall, щоб отримати бажаний pdf: f(t)

П(Х1∑i=1нХi≤т)=П(Х1≤т∑i=1нХi)=П((1-т)Х1≤т∑i=2нХi)=П(Х1≤т1-тY)=∫01П(х1≤т1-тY) гх1=∫01(1-ЖY(1-ттх1)) гх1=1-∫01ЖY(1-ттх1) гх1
Звідси воно стає трохи безладним, але ви повинні мати можливість замінити інтеграл і підсумовування, а потім виконати підстановку (наприклад,u=tx1
f(т)=∫01fY(1-ттх1)⋅х1т2 гх1=1т2∫01∧(н-1)т1-т∑к=0⌊1-ттх1⌋1(н-2)!(-1)к(н-1к)(1-ттх1-к)н-1х1 гх1
) для оцінки інтеграла і, отже, отримання явної формули для pdf.у=тх11-т-к

1

Припускаючи

"N рівномірних розподілів не дорівнює 1."

Ось як я почав (це неповно):

Розглянемо і дозвольмо X = X i шляхом невеликого зловживання позначенням.Y=∑i=1нХiХ=Хi

Розглянемо, іV=Y:U=ХYV=Y

Х=UVY=V

Потім слід перетворення змінних :

J=[VU01]

Функція спільної ймовірності задається:(U,V)

fU,V(у,v)=fХ,Y(уv,v)|J|

Де і Y ∼ I r w i n H a l lХ∼U(0,1)Y∼ЯrшiнНалл

fХ(х)={10≤х≤10отгодеrшiсе

І,

fY(у)=12(н-1)!∑к=0н(-1)к(нк)(х-к)н-1сiгн(х-к)

Таким чином,

fU,V(у,v)={12(н-1)!∑к=0н(-1)к(нк)(уv-к)н-1сiгн(уv-к)0≤уv≤10отгодеrшiсе

і fU(у)=∫fU,V(у,v)гv


0

Припустимо, ми вже знаємо, що сума має розподіл Ірвіна-Холла. Тепер ваше запитання змінюється, щоб знайти pdf (або CDF) XU(0,1) коли X маврозподілU(0,1),аYмає розподіл Ірвіна-Холла.ХYU(0,1)Y

По- перше , ми повинні знайти , що він спільний ПДФ і Y .ХY

Нехай Y1=Х1Y2=Х1+Х2Y3=Х1+Х2+Х3

Тоді

Х1=Y1Х2=Y2-Y1Х3=Y3-Y2-Y1

∴

J=|∂Х1∂Y1∂Х1∂Y2∂Х1∂Y3∂Х2∂Y1∂Х2∂Y2∂Х2∂Y3∂Х3∂Y1∂Х3∂Y2∂Х3∂Y3|=-1

Оскільки є iid з U ( 0 , 1 ) , тому f ( x 1 , x 2 , x 3 ) = f ( x 1 ) f ( x 2 ) f ( x 3 ) = 1Х1,Х2,Х3U(0,1),f(х1,х2,х3)=f(х1)f(х2)f(х3)=1

Спільний розподіл з єу1,у2,у3

г(у1,у2,у3)=f(у1,у2,у3)|J|=1

Далі інтегруємо і ми можемо отримати спільний розподіл Y 1 і Y 3, тобто спільний розподіл X 1 і X 1 + X 2 + X 3Y2Y1Y3Х1Х1+Х2+Х3

Як запропонував Уубер, зараз я змінив обмеження

(1)год(у1,у3)=∫у1+1у3-1г(у1,у2,у3)гу2=∫у1+1у3-11гу2=у3-у1-2

Тепер ми знаємо спільний pdf тобто спільний pdf X 1 і X 1 + X 2 + X 3 є y 3 - y 1 - 2 .Х,YХ1Х1+Х2+Х3у3-у1-2

Далі знайдіть pdf ХY

Нам потрібна ще одна трансформація:

Нехай Y1=ХY2=ХY

Тоді Х=Y1Y=Y1Y2

Тоді

J=|∂х∂у1∂х∂у2∂у∂у1∂у∂у2|=|101у2-у1у22|=-у1у22

ми вже спільний розподіл з вищевказаних кроків ref (1) .Х,Y

∴

г2(у1,у2)=год(у1,у3)|J|=(у3-у1-2)у1у22

у1у2ХY

(2)год2(у2)=∫01(у3-у1-2)у1у22гу1=1у22(у32-13-1)

Х/YХ1Х1+Х2+Х3

у3

Y3=Х1+Х2+Х3

Y3

н=3


2
Моделювання, схоже, не погоджується з цим файлом PDF.
— Glen_b -Встановіть Моніку

Логіка та кроки здаються правильними, але мені стає незручно щодо цього рішення.
— Глибокий Північ

2
у2у1≤у2≤у3у3-1≤у2≤у1+1
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.