Diyelim ki . ABS


18

Aşağıdaki ifadenin doğru olduğunu görmenin en kolay yolu nedir ?

Diyelim ki Y 1 , … , Y n iid ∼ Exp ( 1 )Y1,…,Yn∼iidExp(1) . ABS ∑ n i = 1 ( Y i - Y ( 1 ) ) ∼ Gama ( n - 1 , 1 )∑ni=1(Yi−Y(1))∼Gamma(n−1,1) .

Not bu Y ( 1 ) = dk 1 ≤ i ≤ n Y iY(1)=min1≤i≤nYi .

Tarafından X ∼ Uzm ( β )X∼Exp(β) , bu araçlarının f X ( x ) = 1β E-X/β⋅1{x>0}fX(x)=1βe−x/β⋅1{x>0} .

Y _ {(1)} \ sim \ text {Üstel} (1 / n) olduğunu görmek kolaydır Y ( 1 ) ∼Üstel(1 / n)Y(1)∼Exponential(1/n). Ayrıca, f_ {Y} (y) = \ dfrac { parametrelemesi altında \ sum_ {i = 1} ^ {n} Y_i \ sim \ text {Gamma} (\ alpha = n, \ beta = 1) var. 1} {\ Gamma (\ alpha) \ beta ^ {\ alpha}} x ^ {\ alpha-1} e ^ {- x / \ beta} \ mathbf {1} _ {\ {x> 0 \}} \ metin {,} \ qquad \ alpha, \ beta> 0 \ text {.}∑ n i = 1 Y i ∼ Gama ( α = n , β = 1 )∑ni=1Yi∼Gamma(α=n,β=1)f Y ( y ) = 1Γ ( α ) β α xα-1e-x/β1{x>0}, α , β > 0 .

fY(y)=1Γ(α)βαxα−1e−x/β1{x>0}, α,β>0.

Xi'an'ın Cevabı verilen çözüm : Orijinal sorudaki gösterimi kullanarak: n ∑ i=1[Yi-Y(1)]= n ∑ i = 1 [ Y ( i ) - Y ( 1 ) ]= n ∑ i = 1 Y ( i ) - n Y ( 1 )= n ∑ i = 1 { Y ( i ) - Y ( i - 1 ) + Y ( i - 1 ) - ⋯ - Y ( 1 ) + Y ( 1 ) } - n Y ( 1 )=n∑i=1i∑j=1{Y(j)−Y(j−1)}−nY(1) where Y(0)=0=n∑j=1n∑i=j{Y(j)−Y(j−1)}−nY(1)=n∑j=1(n−j+1)[Y(j)−Y(j−1)]−nY(1)=n∑i=1(n−i+1)[Y(i)−Y(i−1)]−nY(1)=n∑i=2(n−i+1)[Y(i)−Y(i−1)]+nY(1)−nY(1)=n∑i=2(n−i+1)[Y(i)−Y(i−1)].

∑i=1n[Yi−Y(1)]=∑i=1n[Y(i)−Y(1)]=∑i=1nY(i)−nY(1)=∑i=1n{Y(i)−Y(i−1)+Y(i−1)−⋯−Y(1)+Y(1)}−nY(1)=∑i=1n∑j=1i{Y(j)−Y(j−1)}−nY(1) where Y(0)=0=∑j=1n∑i=jn{Y(j)−Y(j−1)}−nY(1)=∑j=1n(n−j+1)[Y(j)−Y(j−1)]−nY(1)=∑i=1n(n−i+1)[Y(i)−Y(i−1)]−nY(1)=∑i=2n(n−i+1)[Y(i)−Y(i−1)]+nY(1)−nY(1)=∑i=2n(n−i+1)[Y(i)−Y(i−1)].
Bundan, ∑ni=2(n−i+1)[Y(i)−Y(i−1)]∼Gamma(n−1,1)∑ni=2(n−i+1)[Y(i)−Y(i−1)]∼Gamma(n−1,1)1) .

1
@MichaelChernick 1) Bağımsızlık kanıtımın doğru olup olmadığından emin değilim ve 2) Yukarıda tahmin ettiğim sonucun Gamma dağılımları arasındaki farkın doğru olup olmadığından emin değilim. Bu, burada verilenlerle çelişiyor gibi görünüyor , ancak belki de bu durum farklıdır, çünkü bu fark sipariş istatistiklerinden birini içerir? Emin değilim.
— Klarnetçi

1
@Clarinetist, emin değilim. Belki ile çalışmayı deneyin . Bu sorunun cevabı faydalı olabilir: math.stackexchange.com/questions/80475/…∑ni=2(Y(i)−Y(1))∑ni=2(Y(i)−Y(1))
— gammer

3
İspat çalıştı mı, her - bir haricinde için, ve daha sonra, iid Üstel değişkenlerin toplamının Gama dağıtılacağı gerçeğini kullanarak ? (Yi−Y(1))∼Expon(1)(Yi−Y(1))∼Expon(1)iiYi−Y(1)=0Yi−Y(1)=0(n−1)(n−1)
— Marcelo Ventura

1
@jbowman ve üzerinde , bunu , vererek , bu nedenle . İşte bu kanıt hakkında beni rahatsız eden şey: sabit olarak gördüm . Fakat sabit değildir. Bu neden işe yarar? fZi(zi)=fYi(zi+a)=e−(zi+a)
fZi(zi)=fYi(zi+a)=e−(zi+a)
Yi≥aYi≥ae−ae−ae−zie−zi(Zi∣Yi≥A)∼Exp(1)(Zi∣Yi≥A)∼Exp(1)AAY(1)Y(1)
— Klarnetçi

1
Nokta önemi yok olmasıdır olduğunu! Dağıtım her zaman ! Dikkat çekici, değil mi? Ve bundan dağılımının , gerçek değerine bakılmaksızın için her zaman olduğu sonucuna varabilirsiniz . aaExp(1)Exp(1)Yi−Y[1]Yi−Y[1]Exp(1)Exp(1)i>1i>1Y[1]Y[1]
— jbowman

Yanıtlar:


15

Kanıt, Devroye'nin Düzgün Olmayan Rastgele Değişken Üretimi , Tüm Rastgele Nesil Kitapların Annesinde , s.211'de (ve çok zarif bir kitaptır !):

Teoremi 2.3 (sukhatme, 1937) tanımladığımızı Eğer normalize üstel aralıkları elde edilen sıra istatistikleri boyutta bir iid üstel numunenin kendileri iid üstel değişkenlerE(0)=0E(0)=0(n−i+1)(E(i)−E(i−1))

(n−i+1)(E(i)−E(i−1))
E(1)≤…≤E(n)E(1)≤…≤E(n)nn

Kanıt. Yana sipariş istatistiğinin ortak yoğunluğu olarak yazar Ayarı , değişkenlerin ila sabit bir Jacobian [tesadüfen eşitancak bunun hesaplanması gerekmez] ve dolayısıylan∑i=1ei=n∑i=1e(i)=n∑i=1i∑j=1(e(j)−e(j−1))=n∑j=1n∑i=j(e(j)−e(j−1))=n∑j=1(n−j+1)(e(j)−e(j−1))

∑i=1nei=∑i=1ne(i)=∑i=1n∑j=1i(e(j)−e(j−1))=∑j=1n∑i=jn(e(j)−e(j−1))=∑j=1n(n−j+1)(e(j)−e(j−1))
(E(1),…,E(n))(E(1),…,E(n))f(e)=n!exp{−n∑i=1e(i)}=n!exp{−n∑i=1(n−i+1)(e(i)−e(i−1))}
f(e)=n!exp{−∑i=1ne(i)}=n!exp{−∑i=1n(n−i+1)(e(i)−e(i−1))}
Yi=(E(i)−E(i−1))Yi=(E(i)−E(i−1))(E(1),…,E(n))(E(1),…,E(n))(Y1,…,Yn)(Y1,…,Yn)1/n!1/n!(Y1,…,Yn)(Y1,…,Yn) , sonucu oluşturan . QEDexp{−n∑i=1yi}
exp{−∑i=1nyi}

Gerard Letac tarafından önerildi alternatif kontrol etmektir aynı dağılımına sahip (hafızasız özellik nedeniyle), anlaşılır.(E(1),…,E(n))

(E(1),…,E(n))
(E1n,E1n+E2n−1,…,E1n+E2n−1+…+En1)
(E1n,E1n+E2n−1,…,E1n+E2n−1+…+En1)
n∑k=1(Ek−E(1))∼n−1∑k=1Ek
∑k=1n(Ek−E(1))∼∑k=1n−1Ek

1
Bu cevap için teşekkürler! Gelecekte bu okuma herkes için bazı ayrıntıları doldurmak istiyorum: gözlemlenen değerlerdir ve kolay yolu görmek için bu , dönem yazmaktır . Yoğunluğu nedeniyle olan orantılı , ayrı yoğunluğu görmek için orantılı , dolayısıyla .eieiEiEi∑ni=1e(i)=∑ni=1(n−i+1)(e(i)−e(i−1))=∑ni=1e(i)∑ni=1e(i)=∑ni=1(n−i+1)(e(i)−e(i−1))=∑ni=1e(i)∑ni=1(n−i+1)(e(i)−e(i−1))∑ni=1(n−i+1)(e(i)−e(i−1))(Y1,…,Yn)(Y1,…,Yn)exp(−∑ni=1yi)exp(−∑ni=1yi)yiyi∏ni=1e−yi∏ni=1e−yiY1,…,Yniid∼Exp(1)Y1,…,Yn∼iidExp(1)
— Klarnetçi

5

Burada @jbowman tarafından yapılan yorumlarda önerilenleri ortaya koydum.

Sabit . Let bir izleyin ve düşünün . Sonraa≥0a≥0YiYiExp(1)Exp(1)Zi=Yi−aZi=Yi−a

Pr(Zi≤zi∣Yi≥a)=Pr(Yi−a≤zi∣Yi≥a)

Pr(Zi≤zi∣Yi≥a)=Pr(Yi−a≤zi∣Yi≥a)

⟹Pr(Yi≤zi+a∣Yi≥a)=Pr(Yi≤zi+a,Yi≥a)1−Pr(Yi≤a)

⟹Pr(Yi≤zi+a∣Yi≥a)=Pr(Yi≤zi+a,Yi≥a)1−Pr(Yi≤a)

⟹Pr(a≤Yi≤zi+a)1−Pr(Yi≤a)=1−e−zi−a−1+e−ae−a=1−e−zi

⟹Pr(a≤Yi≤zi+a)1−Pr(Yi≤a)=1−e−zi−a−1+e−ae−a=1−e−zi

nin dağıtım işlevidir .Exp(1)Exp(1)

Şunu açıklayalım: bir rv'nin aralığın alt sınırını (payda) aşması koşuluyla belirli bir aralıkta düşme olasılığı (son satırdaki pay), yalnızca aralığın uzunluğu ve bu aralığın gerçek hatta yerleştirildiği yerde değil. Exp(1)Exp(1)Bu, Üstel dağılımın " hafızasızlık " özelliğinin, daha genel bir ortamda, zaman-yorumlardan arınmış bir enkarnasyonudur (ve genel olarak Üstel dağılım için geçerlidir)

Şimdi, kullanmak da biz zorla olmayan negatif olduğu, ve en önemlisi, elde edilen sonuç, tutan . Yani şunu söyleyebiliriz: {Yi≥a}{Yi≥a}ZiZi∀a∈R+∀a∈R+

Eğer , daha sonra . Yi∼Exp(1)Yi∼Exp(1)∀Q≥0:Zi=Yi−Q≥0∀Q≥0:Zi=Yi−Q≥0 ⟹⟹ Zi∼Exp(1)Zi∼Exp(1)

Tüm negatif olmayan gerçek değerleri almakta özgür olan ve gerekli eşitsizliğin her zaman sahip olduğu (neredeyse kesin olarak) bir bulabilir miyiz ? Eğer yapabilirsek, koşullama argümanından vazgeçebiliriz. Q≥0Q≥0

Ve gerçekten yapabiliriz. Bu ise en az dereceden istatistik , , . Yani biz elde ettikQ=Y(1)Q=Y(1)Pr(Yi≥Y(1))=1Pr(Yi≥Y(1))=1

Yi∼Exp(1)⟹Yi−Y(1)∼Exp(1)

Yi∼Exp(1)⟹Yi−Y(1)∼Exp(1)

Bunun anlamı şudur ki

Pr(Yi−Y(1)≤yi−y(1))=Pr(Yi≤yi)

Pr(Yi−Y(1)≤yi−y(1))=Pr(Yi≤yi)

Olasılıksal yapısı, yani biz minimum sipariş istatistik çıkarma değişmeden kalır, bu, aşağıdaki rastgele değişkenler ve burada bağımsız aralarındaki olası bağlantıdan dolayı bağımsızdırlar, olasılık yapısı üzerinde bir etkiye sahip değildir.YiYiZi=Yi−Y(1)Zi=Yi−Y(1)Zj=Yj−Y(1)Zj=Yj−Y(1)Yi,YjYi,YjY(1)Y(1)

Daha sonra toplam içerir rastgele değişkenler (ve bir sıfır) IID ve böylece∑ni=1(Yi−Y(1))∑ni=1(Yi−Y(1))n−1n−1 Exp(1)Exp(1)

n∑i=1(Yi−Y(1))∼Gamma(n−1,1)

∑i=1n(Yi−Y(1))∼Gamma(n−1,1)
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.