Гамма проти лонормальних розподілів


29

У мене експериментально спостерігається розподіл, який дуже схожий на гамма або лонормальне розподіл. Я читав, що лонормальний розподіл - це максимальний розподіл ймовірності ентропії для випадкової величини для якої фіксовано середнє значення та дисперсію . Чи має розподіл гамми подібні властивості?Xln(X)


2
Чому така властивість має будь-яку цінність у вирішенні питання про те, яка буде відповідна модель?
Glen_b -Встановити Моніку

@Glen_b Я все ще початківець, коли мова йде про статистику, тому мої знання досить основні. Дивлячись на сюжети гамма та лонормальних розподілів, вони якісно виглядають дуже схоже. Я шукаю кількісні відмінності між ними. Наприклад, які приклади є фізичними програмами, де відбувається розподіл гамми або лонормальних норм?
OSE

Насправді, ймовірно, ніколи насправді не відбувається; вони надзвичайно прості моделі, які іноді корисні (якщо грубі) наближення реальності. Я опублікую відповідь, в якій обговорюються деякі якісні відмінності.
Glen_b -Встановити Моніку

1
@glen_b: причина полягає в тому, що якщо ви вимірюєте лише ці статистичні дані, то мінімальний припущенний розподіл однозначно є експоненціальним розподілом сім'ї з цією достатньою статистикою. Хоча будь-який розподіл може бути поганою моделлю реальності, якщо не вільно вибрати, які вимірювання будуть зроблені, то це відмінний спосіб вибору моделі.
Ніл Г

1
@Glen_b Я думаю, що лонормальний розподіл повинен з’являтися в деяких фізичних ситуаціях через CLT.
Стефан Лоран

Відповіді:


27

Що стосується якісних відмінностей, то лонормальне та гамма, як ви кажете, досить схожі.

Дійсно, на практиці вони часто використовуються для моделювання одних і тих же явищ (деякі люди використовуватимуть гаму, де інші використовують лонормальне). Вони обидві, наприклад, моделі з постійним коефіцієнтом варіації (CV для лонормального - , для гами це1/eσ21 ).1/α

[Як це може бути постійним, якщо це залежить від параметра, запитаєте ви? Він застосовується під час моделювання масштабу (розташування для шкали журналу); для лонормального значення виступає параметром масштабу, тоді як для гамми - масштаб - це параметр, який не є параметром форми (або його взаємним, якщо ви використовуєте параметризацію швидкості форми). Я назву параметр масштабу для розподілу гами β . Gamma GLMs моделюють середнє значення ( μ = α β ), утримуючи α постійну; у цьому випадку μ є також параметром масштабу. Модель із змінною μ та постійною α або σ відповідно матиме постійний CV.]μβμ=αβαμμασ

Вам може бути доцільним дивитися на щільність їхніх журналів , що часто показує дуже чітку різницю.

Журнал лонормальної випадкової величини ... нормальний. Це симетрично.

Журнал гамма-випадкової змінної є лівим перекосом. Залежно від значення параметра фігури, він може бути досить перекошеним або майже симетричним.

Ось приклад: і лонормальне, і гамма мають середнє значення 1 і дисперсію 1/4. Верхній графік показує щільність (гама зеленого кольору, лонормальна синім кольором), а нижній - щільність колод:

гамма і лонормальність, щільність і щільність журналу

(Структурування журналу щільності журналів також корисно. Тобто, взяття шкали журналу на вісь y вище)

З цієї різниці випливає, що гамма має більше хвоста зліва і менше хвоста справа; крайній правий хвіст лонормального важчий, а лівий хвіст - легший. І справді, якщо дивитися на косий, лонормальний і гамма, для заданого коефіцієнта варіації, то лонормальне є більш правим перекосом ( ), ніж гамма ( 2 CV ).CV3+3CV2CV


+1. Чи знаєте ви, чи існує закрита формула для косості логіки гамми? Для ненормативності перекос журналу явно дорівнює нулю, і мені цікаво, чи є якийсь вираз для гами. У Вікіпедії наведені формули для середнього значення та дисперсії журналу (гамма), але не для косості.
амеба каже: Відновіть Моніку

0xν1eμx(lnx)pdxp=2,3,4p=1Γ,ψζpяк похідна від гамма-функції, імовірно, це можливо підняти вище. Тож косисть, безумовно, припустима, але не особливо "акуратна". Якщо ви хочете зробити це, я можу дати вам інтеграли.
Glen_b -Встановіть Моніку

Однак нам не потрібно оцінювати перекос, щоб визначити його ознаку. Вивчення журналу щільності колод має бути достатньо для того, щоб встановити, що одна сторона чітко домінує над іншою.
Glen_b -Встановити Моніку

Спасибі Глен. Я вирішив опублікувати це як нове запитання: stats.stackexchange.com/questions/312803 . Я витратив деякий час на пошуки готової відповіді, але не зміг знайти жодної, тому може бути корисним для майбутнього записати її десь там, де її легко знайти. Можливо, це трохи підходить для Math.SE, але я вважаю за краще, щоб це було тут, якщо чесно.
амеба каже: Відновити Моніку

11

E(X)E(logX)

Щоб відповісти на ваше запитання щодо фізичних процесів, які генерують ці розподіли: Лонормальний розподіл виникає, коли логарифм X зазвичай розподіляється, наприклад, якщо X є продуктом дуже багатьох малих факторів. Якщо X розподілено гаммою, це сума багатьох експоненціально розподілених змінних. Наприклад, час очікування багатьох подій процесу Пуассона.


5
Не потрібно "багатьох" експоненціальних змінних, щоб бути Гаммою.
Стефан Лоран
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.