도시 표준 코시이고 표준 인 코시을


9

경우 의 분포를 찾는 .X∼C(0,1)Y=2X1−X2

우리는에프와이(와이)=피아르 자형(와이≤와이)

=피아르 자형(2엑스1−엑스2≤와이)

={피아르 자형(엑스∈(−∞,−1−1+와이2와이])+피아르 자형(엑스∈(−1,−1+1+와이2와이]),만약와이>0피아르 자형(엑스∈(−1,−1+1+와이2와이])+피아르 자형(엑스∈(1,−1−1+와이2와이]),만약와이<0

위의 경우 구별이 올바른지 궁금합니다.

반면에 다음은 더 간단한 방법으로 보입니다.

ID \ frac {2 \ tan z} {1- \ tan ^ 2z} = \ tan 2z를 사용하여 를 쓸 수 있습니다.Y=tan⁡(2tan−1⁡X)2tan⁡z1−tan2⁡z=tan⁡2지

이제 엑스∼씨(0,1)⟹탠 껍질−1⁡엑스∼아르 자형(−π2,π2)

⟹2탠 껍질−1⁡엑스∼아르 자형(−π,π)

⟹탠 껍질⁡(2탠 껍질−1⁡엑스)∼씨(0,1) , 마지막 것은 2 대 1 변환입니다.

그러나 정의에서 의 분포를 도출하라는 요청을 받으면 첫 번째 방법은 어떻게 진행해야하는지 추측합니다. 계산이 약간 어려워 지지만 올바른 결론에 도달합니까? 대체 솔루션도 환영합니다.와이


Johnson-Kotz-Balakrishnan의 연속 일 변량 분포 (Vol.1) 는 Cauchy 분포의이 특성을 강조했습니다. 결과적으로 이것은 일반적인 결과의 특별한 경우입니다.

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

여기에 이미지 설명을 입력하십시오


4
두 번째 해결책은 완전히 정확하므로 반대 의견이 없습니다.
— 시안

1
부록 : 이므로 첫 번째 해결 방법은 접선에서이 항등식을 사용해야합니다. P(X<x)=tan−1⁡(x)/π+1/2
— Xi'an

@ Xi'an 실제로 첫 번째 방법으로 인수를 마무리하려고합니다.
— StubbornAtom

답변:


6

보다 간단하고 대안적인 방법 :

표준 코시 분포 :

에프(엑스)디엑스=π−1엑스2+1디엑스

변수의 변환 :

유(엑스)=2엑스1−엑스2과엑스1(유)=−1−유2+1유,엑스2(유)=−1+유2+1유

분포의 변환 :

지(유)디유=∑나는=1,2에프(엑스나는(유))|디엑스나는디유|디유

그렇게 지저분해질 필요가없는 작업을하면

지(유)=π−1유2+1

그래픽 표현

직관적 인 그래픽 변환 표현


이러한 종류의 작업은 와 동일하지만보다 명확하게 작성되었습니다.2탠 껍질⁡지1−탠 껍질2⁡지=탠 껍질⁡2지

또는 분할 누적 분포 함수 사용한 표현과 유사 하지만 이제 .에프와이(와이)=피아르 자형(와이≤와이)에프와이(와이)=피아르 자형(와이−12디와이≤와이≤와이+12디와이)


2
실제로, 가 주어진 대해 하나 이상의 루트를 가질 때 , 대한 와 같은 변환 공식 은따라서 필요에 따라 설명하는 내용은 실제로 공식에 포함됩니다. 엑스(유)유엑스나는(유)=유나는=1,2,…엔
지(유)=∑나는=1엔에프(엑스나는(유))|디엑스나는(유)디유|.
— Dilip Sarwate

@DilipSarwate 변경하겠습니다.
— Sextus Empiricus

3

두 번째 접근 방식의 변화에는 동기 부여가 부족한 것으로 보입니다 (일부 세부 정보도 채워야 함). 여기서는 특성 함수 계산에서 "신비한"변환을 백업하려고합니다.

의 특성 함수는 다음과 같이 계산할 수 있습니다. 변환 시도를 제안 합니다. 와이

φ와이(티)=이자형[이자형나는티와이]=∫−∞∞이자형나는티2엑스1−엑스21π(1+엑스2)디엑스=1π∫−∞∞이자형나는티2엑스1−엑스2디아크 탄⁡엑스,
유=아크 탄⁡엑스
(1)φ와이(티)=1π∫−π/2π/2이자형나는티2탠 껍질⁡유1−탠 껍질2⁡유디유=1π∫−π/2π/2이자형나는티탠 껍질⁡(2유)디유.

우리의 목표는 의 적분 이 표준 Cauchy 랜덤 변수 의 특성 함수와 같다는 것을 보여주는 것입니다 . (1)엑스

φ엑스(티)=∫−∞∞이자형나는티엑스1π(1+엑스2)디엑스(2)=1π∫−π/2π/2이자형나는티탠 껍질⁡유디유

왜 의 적분이 의 적분과 같 습니까? 언뜻보기에 이것은 약간 반 직관적입니다. 이를 확인하려면 함수의 단 신중하게 처리해야합니다. 계속해서 작업 해 봅시다 :(1)(2)탠 껍질⁡(⋅)(1)

φY(t)=1π∫−π/2π/2eittan⁡(2u)du=12π∫−ππeittan⁡vdv(Change of variable v=2u)=12π[∫−π−π/2+∫−π/2π/2+∫π/2π]eittan⁡udu=12φX(t)+12π∫−π−π/2eittan⁡vdv+12π∫π/2πeittan⁡vdv(3)=12φX(t)+12π∫−π/20e−ittan⁡u1du1+12π∫0π/2e−ittan⁡u2du2(4)=12φX(t)+12π∫−π/2π/2e−ittan⁡vdv=φX(t)(5)

(3) : 함수 는 구간 에서 모노톤이 아니기 때문에 분리 된 간격에서 각 정수가 모노톤이되도록 분할했습니다 (따라서 이후의 변경을 보장합니다) 변수 수식이 유효 함).u↦tan⁡(u)(−π,π)

(4) : 변수 수식의 두 가지 변경은 및 입니다.u1=−π−vu2=π−v

(5) : 변수 수식 의 마지막 변경 .u=−v

단계 ~ 는 OP의 질문에서 "마지막은 2 대 1 변환"이라는 문장을 자세히 설명했습니다.(3)(5)


왜 두 번째 접근 방식이 '신비한'또는 '동기 부여 부족'인지 궁금합니다. 사실 그 용이하게하는 매우 표준 결과는 확률 적분 변환을 사용하여 볼 수 있습니다. 그리고 에서 로가는 마지막 단계 는 다음과 같이 정당화 될 수 있습니다.Θ∼Rect(−π/2,π/2)⇔tan⁡(Θ)∼C(0,1)U∼Rect(−π,π)V=tan⁡U∼C(0,1)
— StubbornAtom

... . 위의 wrt 를 구별하여 를 얻 . 여기서 Jacobian에 변환은 에서 2 대 1이기 때문에 2 입니다. 이 모든 것이 더 엄격하게 표현 될 수 있다고 생각합니다. FV(v)=Pr(tan⁡U≤v)=FU(tan−1⁡v)vfV(v)=fU(tan−1⁡v)2ddv(tan−1⁡v)(−π,π)
— StubbornAtom
당사 사이트를 사용함과 동시에 당사의 쿠키 정책과 개인정보 보호정책을 읽고 이해하였음을 인정하는 것으로 간주합니다.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.