로그 정규 확률 변수의 상관


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상관 계수가 ρX 2 정규 랜덤 변수가 주어지면 다음 로그 정규 랜덤 변수 Y 1Y 2 사이의 상관 관계를 어떻게 찾을 수 있습니까?X1X2ρY1Y2

Y1=a1exp(μ1T+TX1)

Y2=a2exp(μ2T+TX2)

이제 이고 X 2 = σ 1 Z 2 이면 선형 변환 속성 에서 Z 1Z 2 가 표준 법선입니다.X1=σ1Z1X2=σ1Z2Z1Z2

Y1=a1exp(μ1T+Tσ1Z1)

Y2=a2exp(μ2T+Tσ2(ρZ1+1ρ2Z2)

이제 여기에서 Y 2 사이의 상관 관계를 계산하는 방법은 무엇입니까?Y1Y2


@ user862, 힌트 : 이변 량 법선의 특징적인 기능을 사용하십시오.
mpiktas

2
stuart.iit.edu/shared/shared_stuartfaculty/whitepapers/… 에서 식 (11)을 참조하십시오 (그러나 끔찍한 조판에주의하십시오).
whuber

답변:


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나는 가정 X 2 ~ N ( 0 , σ 2 2 ) . 나타내고 Z = EXP을 ( X1N(0,σ12)X2N(0,σ22). 그때Zi=exp(TXi)

그래서Zi로그 정규입니다. 그러므로

log(Zi)N(0,Tσi2)
Zi

EZi=exp(Tσi22)var(Zi)=(exp(Tσi2)1)exp(Tσi2)
EYi=aiexp(μiT)EZivar(Yi)=ai2exp(2μiT)var(Zi)

Then using the formula for m.g.f of multivariate normal we have

EY1Y2=a1a2exp((μ1+μ2)T)Eexp(TX1+TX2)=a1a2exp((μ1+μ2)T)exp(12T(σ12+2ρσ1σ2+σ22))
So
cov(Y1,Y2)=EY1Y2EY1EY2=a1a2exp((μ1+μ2)T)exp(T2(σ12+σ22))(exp(ρσ1σ2T)1)

Now the correlation of Y1 and Y2 is covariance divided by square roots of variances:

ρY1Y2=exp(ρσ1σ2T)1(exp(σ12T)1)(exp(σ22T)1)

Note that as long as the approximation ex1+x is valid on the final formula found above one has ρY1Y2ρ.
danbarros
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