Коваріація перетворених випадкових величин


12

У мене є дві випадкові величини і .X>0Y>0

З огляду на те, що я можу оцінити як я можу оцінити

Cov(X,Y),
Cov(log⁡(X),log⁡(Y))?

3
Це минуле запитання задавало
— Дуглас Заре

Відповіді:


16

Можна скористатися підходом розширення Тейлора:

http://en.wikipedia.org/wiki/Taylor_expansions_for_the_moments_of_functions_of_random_variables

Редагувати:

Візьміть , .U=log⁡(X)V=log⁡(Y)

Використовуйте багатовимірне розширення Тейлора, щоб обчислити наближення до (аналогічно прикладу в кінці "Першої миті" за посиланням, що робить простіший випадок і використовувати одновимірні розширення для обчислення наближень до та (як зазначено в першій частині того ж розділу) з аналогічною точністю. З цих речей обчисліть (приблизну) коваріацію.E ( X .1 / Y ) ) E ( U ) E ( V )E(UV)E(X.1/Y))E(U)E(V)

Розширюючись на аналогічний ступінь наближення, як приклад у посиланні, я думаю, ви закінчуєте терміни в середньому та дисперсії кожної (нетрансформованої) змінної та їх коваріації.

Редагувати 2:

Але ось невелика хитрість, яка може зекономити певні зусилля:

Зауважимо, що і і .X = exp ( U ) Y = exp ( V )E(XY)=Cov(X,Y)+E(X)E(Y)X=exp⁡(U)Y=exp⁡(V)

Дано нас є

E⁡[f(X)]≈f(μX)+f″(μX)2σX2
E⁡(exp⁡(U))≈exp⁡(μU)+exp⁡(μU)2σU2≈exp⁡(μU+12σU2)

Редагувати: Цей останній крок випливає з наближення Тейлора , що добре для малого (приймаючи ).exp⁡(b)≈1+bbb=12σU2

(це наближення точно для , нормально: )UVE⁡(exp⁡(U))=exp⁡(μU+12σU2)

НехайW=U+V

E⁡(XY)=E⁡(exp⁡(U).exp⁡(V))=E⁡(exp⁡(W))

≈exp⁡(μW)+exp(μW)2σW2≈exp⁡(μW+12σW2)

і задано , потімVar⁡(W)=Var⁡(U)+Var⁡(V)+2Cov⁡(U,V)

(Редагувати :)

1+Cov⁡(X,Y)E⁡(X)E⁡(Y)=E⁡(XY)E⁡(X)E⁡(Y)
≈exp⁡(μW+12σW2)exp⁡(μU+12σU2).exp⁡(μV+12σV2)
≈exp⁡(μU+μV+12(σU2+σV2+2Cov⁡(U,V)))exp⁡(μU+12σU2).exp⁡(μV+12σV2)
≈exp⁡[Cov⁡(U,V)]

Отже . Це повинно бути точним для біваріантного гауса.Cov⁡(U,V)≈log⁡(1+Cov⁡(X,Y)E⁡(X)E⁡(Y))U,V

Якщо ви використовували перше наближення, а не друге, ви отримали б інше наближення.


Чи можете ви детальніше розповісти трохи більше? У будь-якому випадку, thx для пропозиції
— user7064

Відредаговано докладно.
— Glen_b -Встановити Моніку

Дякую @Glend_b. Я прийму, коли деталі будуть додані. Тим часом +1 :-)
— user7064

Не хвилюйтесь; Я в той час був зайнятий, то зовсім забув. Зараз виправлено
— Glen_b -Встановіть Моніку

Зазвичай він працює краще для неауссових змінних, якщо дисперсії і невеликі (рівнозначно, якщо коефіцієнти варіації і малі). UVXY
— Glen_b -Встановіть Моніку

8

Без будь-яких додаткових припущень щодо і неможливо вивести коваріацію журналу, знаючи початкову коваріацію. З іншого боку, якщо вам вдалося обчислити з і , що заважає вам обчислити з та безпосередньо?XYCov(X,Y)XYCov(log⁡(X),log⁡(Y))log⁡(X)log⁡(Y)

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.