Виведення зміни змінних функції щільності ймовірності?


16

У книзі розпізнавання візерунків та машинне навчання (формула 1.27) він дає

py(y)=px(x)|dxdy|=px(g(y))|g(y)|
деx=g(y),px(x)- pdf, що відповідаєpy(y) щодо зміни змінної.

У книгах сказано, що це тому, що спостереження, що потрапляють у діапазон , при малих значеннях δ x будуть перетворені в діапазон ( y , y + δ y ) .(x,x+δx)δx(y,y+δy)

Як це виходить формально?


Оновлення від Діліпа Сарвата

Результат справедливий лише в тому випадку, якщо є строго монотонною функцією, що збільшує або зменшує.g


Деякі незначні зміни до відповіді Л. В. Рао тому якщо

P(Yy)=P(g(X)y)={P(Xg1(y)),if g is monotonically increasingP(Xg1(y)),if g is monotonically decreasing
gмонотонно зростає f Y ( y ) = f X ( g - 1 ( y ) ) d
FY(y)=FX(g1(y))
якщо монотонно зменшується FY(y)=1-FX(g-1(y))fY(y)=-fX(g-1(y))d
fY(y)=fX(g1(y))ddyg1(y)
FY(y)=1FX(g1(y))
fY(y)=fX(g-1(y))| г
fY(y)=fX(g1(y))ddyg1(y)
fY(y)=fX(g1(y))|ddyg1(y)|

1
gg

Пояснення вашої книги нагадує те, що я запропонував на сайті stats.stackexchange.com/a/14490/919 . Я також розмістив загальний алгебраїчний метод на stats.stackexchange.com/a/101298/919 та геометричне пояснення на stats.stackexchange.com/a/4223/919 .
whuber

1
@DilipSarwate дякую за ваше пояснення, я думаю, що я розумію інтуїцію, але мене більше цікавить, як це можна отримати, використовуючи існуючі правила та теореми :)
dontloo

Відповіді:


15

XpdfY=g(X)pdfY

P(Yy)=P(g(X)y)=P(Xg1(y))orFY(y)=FX(g1(y)),by the definition of CDF
yYY
fY(y)=fX(g1(y))ddyg1(y)
Y
fY(y)=fX(g1(y))ddyg1(y)
fY(y)=fX(g1(y))|ddyg1(y)|

Але оскільки інтеграл над fx повинен дорівнювати 1, а fy - це масштабована версія fx, чи це не означає, що fy не є належним pdf, якщо тільки jacobian в abs () не дорівнює 1 або -1?
Кріс

@Chris Якобієць о г-1не обов'язково є постійною функцією, тому вона може бути> 1 в деяких місцях і <1 в інших.
Ятхарт Агарвал
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.