Entropi yere ve ölçeğe nasıl bağlıdır?


14

Entropi yoğunluk fonksiyonu sürekli bir dağılım beklentisine negatif olarak tanımlanır ve bu yüzden eşitflog(f),

Hf=log(f(x))f(x)dx.

Ayrıca dağılımı yoğunluğuna sahip herhangi bir rastgele değişken entropi (Bu integral, sıfırları olduğunda bile iyi tanımlanmıştır , çünkü bu değerlerde sıfıra alınabilir.)XfHf.flog(f(x))f(x)

Zaman ve bu rastgele değişkenlerin ( bir sabittir), bir versiyonu olduğu söylenir kaydırılır Benzer şekilde, ( pozitif bir sabit olduğunda), tarafından ölçeklendirilmiş bir sürümü olduğu söylenirBir ölçeği vardiya ile birleştirmekXYY=X+μμYX μ.Y=XσσYX σ.Y=Xσ+μ.

Bu ilişkiler sık ​​görülür. Örneğin, ölçü birimlerini değiştirmek onu değiştirir ve ölçeklendirir.X

entropisi entropisi ile nasıl ilişkilidirY=Xσ+μX?

Yanıtlar:


17

Olasılığı elemanı yana X bir f(x)dx, değişken değişim y=xσ+μ eşdeğerdir x=(yμ)/σ, sevk edilen

f(x)dx=f(yμσ)d(yμσ)=1σf(yμσ)dy

yoğunluğu izler Y olduğu

fY(y)=1σf(yμσ).

Sonuç olarak entropi Y olduğu

H(Y)=log(1σf(yμσ))1σf(yμσ)dy

değişken, tekrar x=(yμ)/σ, ,

'H(Y)=--günlük(1σf(x))f(x)dx=--(günlük(1σ)+günlük(f(x)))f(x)dx=günlük(σ)-f(x)dx--günlük(f(x))f(x)dx=günlük(σ)+'Hf.

Bu hesaplamalar, logaritmanın temel özelliklerini, entegrasyonun doğrusallığını ve f(x)dx birliğe (Toplam Olasılık Kanunu ) entegre olduğu gerçeğini kullandı .

Sonuç şudur:

Entropisi Y=Xσ+μ entropisidir X artı log(σ).

Bir değişken (ölçekleme ederken bir deyişle, onun entropi değişmez rastgele değişkeni kayması, (biz ancak bu değerler ortaya nerede, olasılık yoğunluk değerlerine bağlı olarak olarak entropi düşünebilir), hangi için σ1 " uzanır "veya" bulaşır "entropisini log(σ). arttırır . Bu, yüksek entropi dağılımlarının düşük entropi dağılımlarından "daha fazla yayıldığı" sezgisini destekler.


Bu sonucun bir sonucu olarak, herhangi bir dağılımın entropisini hesaplarken uygun μ ve σ değerlerini seçmekte özgürüz . Örneğin, Normal (μ,σ) dağılımının entropisi μ=0 ve σ=1. ayarlanarak bulunabilir . Bu durumda yoğunluğun logaritması

log(f(x))=12log(2π)x2/2,

nereden

H=E[12log(2π)X2/2]=12log(2π)+12.

Sonuç olarak, Normal (μ,σ) dağılımının entropisi, basitçe bu sonuca logσ eklenerek elde edilir.

H=12log(2π)+12+log(σ)=12log(2πeσ2)

Wikipedia tarafından bildirildiği gibi .

Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.