Як називається цей дискретний розподіл (рекурсивне рівняння різниці), який я отримав?


11

Я натрапив на цей розподіл у комп’ютерній грі і хотів дізнатися більше про його поведінку. Це випливає з рішення про те, чи повинна відбутися певна подія після заданої кількості дій гравця. Деталі поза цим не є актуальними. Це здається застосовно до інших ситуацій, і мені це було цікаво, оскільки його легко обчислити і створити довгий хвіст.

На кожному кроці гра створює однакове випадкове число 0 ≤ X < 1 . Якщо X < p ( n ) , то подія запускається. Після того, як подія одного разу відбудеться, гра скидає n = 0 і повторюється через послідовність. Мене зацікавило лише одне виникнення події для цієї проблеми, оскільки це являє собою розповсюдження, яке використовує гра. (Також на будь-які запитання щодо декількох випадків можна відповісти однією моделлю виникнення.)n0≤X<1X<p(n)n=0

Основна "ненормальність" тут полягає в тому, що параметр ймовірності в цьому розподілі з часом збільшується, або, кажучи іншим чином, поріг з часом підвищується. У прикладі це змінюється лінійно, але, мабуть, можуть застосовуватися інші правила. Після кроків або дій користувача,n

p(n)=kn

для деякої постійної . У певній точці n max отримуємо p ( n max ) ≥ 1 . Подія просто гарантовано відбудеться на цьому кроці.0<k<1nmaxp(nmax)≥1

Я зміг це визначити

і F ( n ) = p ( n ) + F ( n - 1 ) [ 1 - p ( n ) ] для PMF f ( n ) і CDF F ( n ) . Коротше кажучи, ймовірність того, що подія відбудеться на n

f(n)=p(n)[1−F(n−1)]
F(n)=p(n)+F(n−1)[1−p(n)]
f(n)F(n)nth крок дорівнює ймовірності , за вирахуванням ймовірності того, що він вже стався на будь-якому попередньому кроці.p(n)

Ось сюжет від нашого друга Монте-Карло, для розваги, з . Медіана працює до 21, середня - до 22. k≈0.003введіть тут опис зображення

Це в цілому еквівалентно рівнянню різниці першого порядку від цифрової обробки сигналів, що є моїм фоном, і тому я виявив це досить новим. Мене також заінтригує думка, що може змінюватися залежно від будь-якої довільної формули.p(n)

Мої запитання:

  1. Як називається цей розподіл, якщо він є?
  2. f(n)F(n)
  3. Чи є інші приклади дискретних рекурсивних розподілів на кшталт цього?

Редагування Уточнений процес щодо генерації випадкових чисел.


1
З якої причини ви вибрали квадратні дужки замість ()?
— Cam.Davidson.Pilon

1
@ Cam.Davidson.Pilon: Мій фон DSP притулився. Ми, як правило, використовуємо квадратні дужки для дискретних функцій часу. Я думаю, що це повинно бути жарким, тому я його зміню.
— jbarlow

1
nXX<p(n)X

2
p(n)=kn0<k<1⌈k−1⌉p(n)n>1/kp(n)nфункція небезпеки в підполі статистики, відома як аналіз виживання .
— кардинал

1
kF f1/k=333≈18kp(n)1F1

Відповіді:


9

У певному сенсі те, що ви зробили, характеризує всі негативні цілочисельні розподіли.

Відкладемо на мить опис випадкового процесу та зосередимось на рекурсіях у питанні.

fn=pn(1−Fn−1)Fn=pn+(1−pn)Fn−1 Sn=1−Fn=P(T>n)TF

Sn=1−Fn=(1−pn)Sn−1,
Sn=∏k=0n(1−pk).
(pn)[0,1]n→∞

Більш конкретно,

(pn)[0,1]

−∑n=0∞log⁡(1−pn)=∞,

(pn)[0,1]

(pn)[0,1]0<pn<1n≤Npn=0n>N

Але, зачекайте, є ще більше!

Ff

h(t)=f(t)S(t).

Λ(t)=∫0th(s)ds

S(t)=exp⁡(−Λ(t))=exp⁡(−∫0th(s)ds).
hh(t)≥0t∫0th(s)ds↑∞t→∞

t>t0

S(t)=e−∫t0th(s)dsS(t0).

h(t)S(t)

Підключення назад до дискретного корпусу

S(n)

h(t)=hn=−log⁡(1−pn),
(n−1,n](pn)

pn−log⁡(1−pn)≈pn=fn/Sn−1

pn=knfnn=⌈k−1⌉fn=0n>⌈k−1⌉


1
kk=1/2f=(0,1/2,1/2,0,…)k=1/mf(m+1)=f(m+2)=⋯=0

2
fnFnfn

2
Чудова відповідь. Це дуже проникливо. Мені було дуже цікаво бачити цю проблему пов'язаною з іншими сферами та концепціями.
— jbarlow

1
@jbarlow: Дякую Я радий, що ти знайшов це корисним! Мені подобалося трохи подумати про це, як це приємне питання.
— кардинал

9

p(n)=p<1

F(n)=p+F(n−1)(1−p);F(0)=p

має рішення

F(n)=P(N≤n)=1−(1−p)n+1

p(n)

Інші випадки:

  1. p(n)=pn;p<1;F(0)=p
    F(n)=1−(1−p)Γ(n+1−p)Γ(1−p)Γ(n+1)
  2. S(n)=1−F(n)
    S(n)=(1−p(n))S(n−1)
  3. p(n)np(n)=knp>1
    p(n)=1−(1−p)n+1p<1
    p(0)=pp(n)
    F(n)=1−(1−p)n+1n!
    S(n)=1−F(n)=(1−p)n+1n!
    ∑i=0∞S(i)=E[N]
    E[N]=(1−p)e(1−p)
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.