iid Gumbel 변수의 최대 기대치


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나는 임의의 실용 신안에서 사용 된 특정 결과에 대해 경제 저널에서 계속 읽습니다. 결과의 한 버전은 다음과 같습니다. Gumbel ( 이면ϵiiid,μ,1),i

E[maxi(δi+ϵi)]=μ+γ+ln(iexp{δi}),

여기서 γ0.52277 은 Euler-Mascheroni 상수입니다. 나는 이것이 R을 사용하여 의미가 있는지 확인했으며, 그렇게합니다. Gumbel (μ,1) 배포판 의 CDF 는 다음과 같습니다.

G(ϵi)=exp(exp((ϵiμ)))

나는 이것에 대한 증거를 찾으려고 노력했지만 성공하지 못했습니다. 나는 그것을 스스로 증명하려고 노력했지만 특정 단계를 지나칠 수는 없습니다.

누구든지 이것을 증명할 수 있습니까? 그렇지 않다면 어쩌면 내가 시도한 증거를 내가 붙어있는 곳까지 게시 할 수 있습니다.


답변:


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귀하의 답변에 나타난 작품에 감사드립니다. 그 기여에 감사드립니다. 이 게시물의 목적은 더 간단한 데모를 제공하는 것입니다. 단순성의 가치는 계시입니다. 기대치뿐만 아니라 최대치의 전체 분포를 쉽게 얻을 수 있습니다 .


를 로 흡수 하고 모두 Gumbel 분포 가 있다고 가정하여 를 무시하십시오 . (즉, 각 를 로 바꾸고 를 변경하십시오.) 이것은 임의 변수를 변경하지 않습니다.μδiϵi(0,1)ϵiϵiμδiδi+μ

X=maxi(δi+ϵi)=maxi((δi+μ)+(ϵiμ)).

의 독립성은 모든 실제 대해 가 개별 확률 의 곱임을 의미합니다 . 로그를 취하고 지수 수율의 기본 속성을 적용ϵixPr(Xx)Pr(δi+ϵix)

logPr(Xx)=logiPr(δi+ϵix)=ilogPr(ϵixδi)=ieδiex=exp(x+logieδi).

위치 매개 변수가 Gumbel 분포의 CDF 로그입니다 그건,λ=logieδi.

X 에는 Gumbel 분포가 있습니다.(logieδi,1)

이것은 요청 된 것보다 훨씬 많은 정보입니다. 이러한 분포평균 은 수반됩니다.γ+λ,

E[X]=γ+logieδi,

QED.


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그것은 밝혀 이코노 메트 리카의 케네스 작은 하비 로젠에 의해 문서는 1981 년이 보였다,하지만 결과 때문에 매우 전문 맥락에서 파고 많은, 말할 것도없고 경제에 약간의 훈련이 필요합니다. 좀 더 접근하기 쉬운 방식으로 증명하기로 결정했습니다.

증명 : 여러 대안으로 삼으십시오. 벡터 에 따라 함수 는 다른 값을 갖습니다. 먼저, 과 같이 값에 초점을 맞추십시오 . 즉, 우리가 통합됩니다 설정을 통해 :Jϵ={ϵ1,...,ϵJ}maxi(δi+ϵi)ϵmaxi(δi+ϵi)=δ1+ϵ1δ1+ϵ1M1{ϵ:δ1+ϵ1>δj+ϵj,j1}

EϵM1[maxi(δi+ϵi)]=(δ1+ϵ1)f(ϵ1)[δ1+ϵ1δ2...δ1+ϵ1δJf(ϵ2)...f(ϵJ)dϵ2...dϵJ]dϵ1=(δ1+ϵ1)f(ϵ1)(δ1+ϵ1δ2f(ϵ2)dϵ2)...(δ1+ϵ1δJf(ϵJ)dϵJ)dϵ1=(δ1+ϵ1)f(ϵ1)F(δ1+ϵ1δ2)...F(δ1+ϵ1δJ)dϵ1

위의 용어는 에서 의 첫 번째 용어입니다 . 구체적으로 특별히,JE[maxi(δi+ϵi)]

E[maxi(δi+ϵi)]=iEϵMi[maxi(δi+ϵi)].

이제 우리는 Gumbel 배포의 기능적 형태를 적용합니다. 이것은 준다

EϵMi[maxi(δi+ϵi)]=(δi+ϵi)eμϵieeμϵijieeμϵi+δjδidϵi=(δi+ϵi)eμϵijeeμϵi+δjδidϵi=(δi+ϵi)eμϵiexp{jeμϵi+δjδi}dϵi=(δi+ϵi)eμϵiexp{eμϵijeδjδi}dϵi

여기서 두 번째 단계는 경우 이라는 사실과 함께 지수로 된 용어 중 하나를 제품에 수집하는 것입니다 .δjδi=0i=j

이제 를 정의하고 하여 및 . 참고로하는 것이 무한대에 접근, 0에 접근하고, 같은 음의 무한대에 접근, 무한대에 접근한다. Dijeδjδix=Dieμϵidx=DieμϵidϵidxDi=eμϵidϵiϵi=μlog(xDi)ϵixϵix

EϵMi[maxi(δi+ϵi)]=0(δi+μlog[xDi])(1Di)exp{x}dx=1Di0(δi+μlog[xDi])exdx=δi+μDi0exdx1Di0log[x]exdx+log[Di]Di0exdx

감마 함수는 됩니다. 양의 정수인 값은따라서 입니다. 또한 오일러-마스 상수 만족되는 것으로 알려져 있습니다.Γ(t)=0xt1exdxtΓ(t)=(t1)!Γ(1)=0!=1γ0.57722

γ=0log[x]exdx.

이 사실을 적용하면

EϵMi[maxi(δi+ϵi)]=δi+μ+γ+log[Di]Di

그런 다음 우리는 를 합하여i

E[maxi(δi+ϵi)]=iδi+μ+γ+log[Di]Di

그 리콜 . 친숙한 로짓 선택 확률 는 의 역수 , 즉 입니다. 또한 입니다. 그럼 우리는Di=jeδjδi=jeδjeδiPi=eδijδjDiPi=1/DiiPi=1

E[maxi(δi+ϵi)]=iPi(δi+μ+γ+log[Di])=(μ+γ)iPi+iPiδi+iPilog[Di]=μ+γ+iPiδi+iPilog[jeδjeδi]=μ+γ+iPiδi+iPilog[jeδj]iPilog[eδi]=μ+γ+iPiδi+log[jeδj]iPiiPiδi=μ+γ+log[jexp{δj}].
QED

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나는 내가 믿고있는 것을 당신이 언급 한 기사라고 생각했다. 잘못된 경우 수정하십시오.
Dougal

@Jason 최대 값이 최대 값에 대한 조건부 일 때 이것이 무엇인지 증명하는 방법을 알고 있습니까? 여기에서 해결되지 않은 질문을보십시오 : stats.stackexchange.com/questions/260847/…
wolfsatthedoor
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