Düzgün dağılmış r.v'ler verildiğinde, bir rv için PDF'nin tüm n r.v'lerin toplamına bölümü nedir?


10

Ben aşağıdaki tür ilgileniyorum: 1 toplam gerekir 'n' sürekli rasgele değişkenler var Ne sonra böyle herhangi bir değişken için PDF ne olurdu? Yani, n=3 , o zaman X 1'in dağılımı ile ilgileniyorumX1X1+X2+X3 ,X1,X2, veX3tüm düzgün olarak dağıtılırlar. Bu örnekte elbette ortalama1/3, çünkü ortalama sadece1/n ve R'deki dağılımı simüle etmek kolay olsa da, PDF veya CDF için gerçek denklemin ne olduğunu bilmiyorum.

Bu durum Irwin-Hall dağıtımıyla ilgilidir ( https://en.wikipedia.org/wiki/Irwin%E2%80%93Hall_distribution ). Sadece Irwin-Hall, n düzgün rasgele değişkenlerin toplamının dağılımıdır, oysa n düzgün rv'lerden birinin dağılımının tüm n değişkenlerin toplamına bölünmesini istiyorum. Teşekkürler.


1
Eğer sürekli tekdüze rasgele değişkenler 1 ise , n = 3 , X 1 + X 2 + X 3 = 1 ve böylece X 1 dağılımın1n=3X1+X2+X3=1dağılımı ile aynı olanX1, doğru? X1X1+X2+X3=X1X1
Dilip Sarwate

1
Kendimi düzeltmeliyim: N düzgün dağılımları 1'e eşit değil. Her birinin 0 ile 1 arasında tekdüze olduğunu varsayıyorum ve bu nedenle toplamları 0'dan N'ye kadar herhangi bir şey olabilir. Her bir tekdüze değişkeni almayı ve bölmeyi düşünüyorum 1'e toplanan ve 1 / N beklenen değere sahip bir N rasgele değişkenler kümesi elde etmek için tüm N eşit değişkenlerinin toplamı ile. Not: İlk cümlemden 'üniforma' kelimesini kaldırdım. Aradığım dağılım tekdüze değil, N tekdüzen değişkenlerden birini bir şekilde tüm N tekdüze değişkenlerinin toplamına bölmekten elde ediliyor. Nasıl olduğundan emin değilim.
user3593717

Burada katlanarak dağıtılmış, normalize değişkenlerin vektörü bir Dirichlet dağılımına sahiptir. Bu kendi başına ilgi çekici olabilir, ancak bu tür durumlar için de taktikler sağlanabilir. Xi
varsayımlar

Yanıtlar:


4

Etki alanındaki kesme noktaları onu biraz dağınık hale getirir. Basit ama sıkıcı bir yaklaşım nihai sonuca ulaşmaktır. İçin izin Y = X 2 + x 3 , B = x 2 + x 3n=3,Y=X2+X3, veT=1+B. SonraZ=1W=X2+X3X1,T=1+W.Z=1T=X1X1+X2+X3.

Kesme noktaları için 1 altındadır 1 ve 2 için W , 2 ve 3 için T , ve 1 / 3'e ve 1 / 2 için Z . Ben tam pdf bulunduY,W,T,1/31/2Z.

f(z)={     1(1z)2 ,if 0z1/33z39z2+6z13z3(1z)2 ,if 1/3z1/2       1z3z3 ,if 1/2z1

Cdf daha sonra

F(z)={           z(1z) ,if 0z1/312+18z3+24z29z+16z2(1z) ,if 1/3z1/2        56+2z16z2 ,if 1/2z1

+1 Güzel. Ayrıca, yoğunluğunuz simülasyon ile güzel bir uyum içinde.
Glen_b-Monica

2

Let . P ( X 1) hesaplayarak X 1 / n i = 1 X i'nin cdf'sini bulabilirizY=Σben=2nXbenX1/Σben=1nXben Daha sonra istenen pdf'yi elde etmek için Irwin-Hall pdf'sini ayırır ve değiştiririz: f(t)

P(X1i=1nXit)=P(X1ti=1nXi)=P((1t)X1ti=2nXi)=P(X1t1tY)=01P(x1t1tY) dx1=01(1FY(1ttx1)) dx1=101FY(1ttx1) dx1
Buradan biraz dağınık hale gelir, ancak integrali ve toplamı değiştirebilmeli ve sonra bir ikame gerçekleştirebilmelisiniz (örn.u=tx1
f(t)=01fY(1ttx1)x1t2 dx1=1t201(n1)t1tk=01ttx11(n2)!(1)k(n1k)(1ttx1k)n1x1 dx1
) integrali değerlendirmek ve böylece pdf için açık bir formül elde etmek.u=tx11tk

1

varsayarsak

"N eşit dağılımları 1'e eşit değil."

Ben böyle başladım (eksik):

düşünün ve X = X i'yi gösterimi hafifçe kötüye kullanarak bırakın .Y=i=1nXiX=Xi

Düşünün, veV=Y:U=XYV=Y

X=UVY=V

Sonra değişkenlerin dönüşümünü takiben :

J=[VU01]

nin ortak olasılık fonksiyonu şu şekilde verilir:(U,V)

fU,V(u,v)=fX,Y(uv,v)|J|

Burada ve Y, ~ ı r w i , n , H bir l lXU(0,1)YIrwinHall

fX(x)={10x10otherwise

Ve

fY(y)=12(n1)!k=0n(1)k(nk)(xk)n1sign(xk)

Böylece,

fU,V(u,v)={12(n1)!k=0n(1)k(nk)(uvk)n1sign(uvk)0uv10otherwise

ve fU(u)=fU,V(u,v)dv


0

Zaten toplamının Irwin-Hall dağılımına sahip olduğunu bildiğimizi varsayalım . Şimdi sorunuz X'in pdf'sini (veya CDF'sini) bulmak için değişirU(0,1) X, bir vardıU(0,1)dağılımı veY'ninbir Irwin-Hall dağılımına sahiptir.XYU(0,1)Y

Öncelikle ve Y'nin ortak pdf'sini bulmalıyız .XY

Let Y1=X1Y2=X1+X2Y3=X1+X2+X3

Sonra

X1=Y1X2=Y2Y1X3=Y3Y2Y1

J=|X1Y1X1Y2X1Y3X2Y1X2Y2X2Y3X3Y1X3Y2X3Y3|=1

Yana ile iid U ( 0 , 1 ) , bu nedenle, f ( x 1 , x 2 , x 3 ) = f ( x 1 ) f ( x 2 ), f ( x 3 ) = 1X1,X2,X3U(0,1),f(x1,x2,x3)=f(x1)f(x2)f(x3)=1

Ortak dağıtım olduğuy1,y2,y3

g(y1,y2,y3)=f(y1,y2,y3)|J|=1

Daha sonra entegre edelim ve Y 1 ve Y 3'ün ortak dağılımını elde edebiliriz, yani X 1 ve X 1 + X 2 + X 3'ün ortak dağılımıY2Y1Y3X1X1+X2+X3

Whuber'ın önerdiği gibi şimdi sınırları değiştirdim

(1)h(y1,y3)=y1+1y31g(y1,y2,y3)dy2=y1+1y311dy2=y3y12

Şimdi, ortak pdf bilmek ortak pdf yani X 1 ve X 1 + x 2 + x 3 olduğu y 3 - y 1 - 2 .X,YX1X1+X2+X3y3y12

Sonra X'in pdf'ini bulalımXY

Başka bir dönüşüme ihtiyacımız var:

Let Y1=XY2=XY

Sonra X=Y1Y=Y1Y2

Sonra

J=|xy1xy2yy1yy2|=|101y2y1y22|=y1y22

biz zaten ref (1) yukarıdaki adımlardan ortak dağılımı .X,Y

g2(y1,y2)=h(y1,y3)|J|=(y3y12)y1y22

y1y2XY

(2)h2(y2)=01(y3y12)y1y22dy1=1y22(y32131)

X/YX1X1+X2+X3

y3

Y3=X1+X2+X3

Y3

n=3


2
Simülasyon bu pdf ile aynı fikirde değil.
Glen_b-Monica

Mantık ve adımlar doğru görünüyor, ancak bu çözümden rahatsızım.
Deep North

2
y2y1y2y3 ve y3-1y2y1+1.
whuber
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.