İki bağımsız gama rasgele değişkeninin toplamı


13

Gama dağılımı hakkındaki Wikipedia makalesine göre :

Eğer ve , burada ve bağımsız bir rastgele değişkenler, daha sonra .Y ~ G bir m, m, bir ( b , θ ) X, Y, X + Y ~ G bir m, m, bir ( a + b , θ )X∼Gamma(a,θ)Y∼Gamma(b,θ)XYX+Y∼Gamma(a+b,θ)

Ama hiçbir kanıt göremiyorum. Beni kanıtına yönlendiren var mı lütfen?

Düzenleme: Zen sayesinde çok, ve ben de Wikipedia sayfasında karakteristik fonksiyonlar hakkında bir örnek olarak cevap bulundu .


3
Sezgi: Gama dağılımları, bağımsız Üstel dağılımın toplamı olarak ortaya çıkmaktadır , bu nedenle ve her ikisi de pozitif tamsayı olması koşuluyla , bir Gamma dağılımına sahip olacağı hemen ortaya çıkmaktadır . n, X, + Y ( a + b , θ ) bir b(n)nX+Y(a+b,θ)ab
— whuber

Yanıtlar:


15

Kanıt şu şekildedir: (1) Bağımsız rasgele değişkenlerin toplamının karakteristik fonksiyonunun, bireysel karakteristik fonksiyonlarının ürünü olduğunu unutmayın; (2) Rastgele bir gama değişkeninin karakteristik fonksiyonunu buradan alın ; (3) Basit cebiri yapın.

Bu cebirsel argümanın ötesinde bir sezgi elde etmek için, whuber'ın yorumunu kontrol edin.

Not: OP, bir gama rastgele değişkeninin karakteristik fonksiyonunun nasıl hesaplanacağını sordu. Eğer (bu tedavi, daha sonra Bu durumda, normal bir sabit olarak)iX∼Exp(λ)i

ψX(t)=E[eitX]=∫0∞eitxλe−λxdx=11−it/λ.

Şimdi Huber'ın ipucunu kullanın: , ; burada 'ler bağımsız . Bu nedenle, (1) özelliğini kullanarak Y = X 1 + ⋯ + X k X i e x p ( λ = 1 / θ ) ψ Y'nin ( t ) = ( 1Y∼Gamma(k,θ)Y=X1+⋯+XkXiExp(λ=1/θ)

ψY(t)=(11−itθ)k.

İpucu: Bunları sonuçlara ve kanıtlara bakarak öğrenmeyeceksiniz: aç kalın, her şeyi hesaplayın, kendi kanıtlarınızı bulmaya çalışın. Başarısız olsanız bile, bir başkasının cevabını takdir etmeniz çok daha yüksek bir seviyede olacaktır. Ve evet, başarısız olmakta sorun yok: kimse bakmıyor! Matematiği öğrenmenin tek yolu, her kavram ve sonuç için yumruk dövüştür.


Gönderilen ifade açıkça "tüm Xi bağımsız olduğu sürece" belirtmektedir.
— whuber

Yine de elde edemediğim bir şey, karakteristik fonksiyonlara nasıl ulaştık?
— Dexter12

Cevaba ekleyeceğim. Bir göz at.
— Zen

Belki bir karakteristik işlevi için bir referans ekleyebilirsinizΓ(a,θ)a

14

θ=1z>0

fX+Y(z)=∫0zfX(x)fY(z−x)dx=∫0zxa−1e−xΓ(a)(z−x)b−1e−(z−x)Γ(b)dx=e−z∫0zxa−1(z−x)b−1Γ(a)Γ(b)dxnow substitute x=zt and think=e−zza+b−1∫01ta−1(1−t)b−1Γ(a)Γ(b)dtof Beta(a,b) random variables=e−zza+b−1Γ(a+b)

3
(X,Y)↦(U,V)=(X+Y,X)

X−Y

@pikachuchameleon Bu cevabımı gör .
— Dilip Sarwate

3

abXYabθXY vardır

  1. bağımsız
  2. a+b oluşumları

a+ba+b,θ ) .

Bunların hiçbiri matematiksel bir kanıt değildir, ancak bağlantının kemiklerine bazı etler koyar ve bunu matematiksel bir kanıtta temizlemek istiyorsanız kullanılabilir.

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