Очікуване логічне значення нецентрального експоненціального розподілу


9

Припустимо, нецентральний експоненціально розподілений з розташуванням та швидкістю . Потім, що таке .XkλE(log⁡(X))

Я знаю, що при відповідь де - константа Ейлера-Машероні. Що робити, коли ?k=0−log⁡(λ)−γγk>0


Ви намагалися інтегруватися в Mathematica?

4
Я припускаю, що (коли щільність записується як ,) в іншому випадку з ймовірністю> 0, з жахливими наслідками для . k>0λexp⁡{−λ(x−k)}x<0Elog⁡x
— jbowman

2
Я отримав . Mathematica швидше, якщо ви використовуєте команду для визначення простору параметрів. E[log⁡(X)]=ekλΓ(0,kλ)+log⁡(k)Assumptions

4
Чи вважається верхня неповна гамма-функція закритою формою ? (Для мене це не так.) Це просто зручно приховувати інтеграл через позначення.
— кардинал

2
@NeilG Це код Mathematica Integrate[Log[x + k]*\[Lambda]*Exp[-\[Lambda]*x], {x, 0, \[Infinity]}, Assumptions -> k > 0 && \[Lambda] > 0]. Ви можете просто скопіювати його та вставити у файл .nb. Я не впевнений, чи дозволяє Wolfram Alpha включати обмеження.

Відповіді:


11

Бажаний інтеграл може бути підданий подачі жорстокими маніпуляціями; тут ми натомість намагаємось дати альтернативну деривацію з дещо більш імовірнісним присмаком.

Нехай - нецентральна експоненціальна випадкова величина з параметром розташування і параметром швидкості . Тоді де .X∼Exp(k,λ)k>0λX=Z+kZ∼Exp(λ)

Зауважте, що і так, використовуючи стандартний факт для обчислення очікування негативних випадкових змінних , Але, на оскільки і так де остання рівність випливає із підстановкиlog⁡(X/k)≥0

Elog⁡(X/k)=∫0∞P(log⁡(X/k)>z)dz=∫0∞P(Z>k(ez−1))dz.
P(Z>k(ez−1))=exp⁡(−λk(ez−1))z≥0Z∼Exp(λ)
Elog⁡(X/k)=eλk∫0∞exp⁡(−λkez)dz=eλk∫λk∞t−1e−tdt,
t=λkez, зазначивши, що .dz=dt/t

Інтеграл у правій частині останнього дисплея - це просто за визначенням і так що підтверджено підрахунком @ Procrastinator Mathematica у коментарях до питання.Γ(0,λk)

Elog⁡X=eλkΓ(0,λk)+log⁡k,

Примітка : Еквівалентне позначення також часто використовується замість .E1(x)Γ(0,x)


4
+1 @Michael Chernick Здається, не всі лінуються;)

Це справді чудово. Я просто хочу зазначити, хто реалізує це, що багато реалізацій незавершеної функції гамма обмежують перший параметр суто позитивним. Ідентичність вирішує цю незначну проблему. Γ(0,z)=−Ei⁡(−z)
— Ніл Г
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.