만약


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다음 설정 가정
하자 Zi=min{ki,Xi},i=1,...,n . 또한 Xi∼U[ai,bi],ai,bi>0 입니다. 또한 ki=cai+(1−c)bi,0<c<1 즉 ki 는 각각의 지지체의 경계의 볼록한 조합이다. c 는 모든 i에 공통입니다 i.

나는 생각 나는의 분포가 권리 : 그것은이다 혼합 분배 . 연속 부분, 와 불연속성 및 불연속 부분이 있습니다. 확률 질량 집중 :Zi

Xi∈[ai,ki),Zi=Xi⇒Pr(Zi≤zi)=zi−aibi−ai

Pr(Zi=ki)=Pr(Xi>ki)=1−Pr(Xi≤ki)
=1−ki−aibi−ai=1−(1−c)(bi−ai)bi−ai=c

따라서 모든

FZi(zi)={0zi<aizi−aibi−aiai≤zi<ki1ki≤zi

혼합 된 "이산 / 연속"질량 / 밀도 함수의 경우 간격 [a_i, k_i] 외부에서 0 이지만 균일 한 U (a_i, b_i) , \ frac {1} 의 밀도 인 연속 부분이 있습니다. {b_i-a_i} 이지만 a_i \ le z_i < k_i의 경우 z_i = k_i 에서 양의 확률 질량 c> 0 을 집중시킵니다 .0[ai,ki]U(ai,bi)1bi−aiai≤zi<kic>0zi=ki

결국, 그것은 현실에 대한 통일로 요약됩니다.

임의 변수 S_n \ equiv \ sum_ {i = 1} ^ n Z_i 의 분포 및 / 또는 모멘트 Sn≡∑i=1nZi를 n \ rightarrow \ infty 로 유도하거나 무언가에 대해 말하고 싶습니다n→∞ .

경우 생성 말은 의 독립적이며, 이는 보이는 로서 . 근사치로도 해당 부분을 "무시"할 수 있습니까? 그런 다음 간격"검열되지 않은"상태가되기 위해 검열 된 제복의 합처럼 보이는 . 따라서 일부 중앙 제한 정리가있을 수 있습니다. 그래서 어떤 제안?XiPr(Sn=∑inki)=cn→0n→∞[∑i=1nai,∑i=1nki)

추신 : 이 질문은 관련이 있습니다 . 검열 된 변수의 합의 분포를 유도 하지만 @Glen_b의 대답은 내가 필요하지 않습니다-근사를 사용 하더라도이 일을 분석적으로 수행해야합니다. 이것은 연구이므로 숙제처럼 취급하십시오-일반적인 제안이나 문헌에 대한 언급은 충분합니다.


필요한 경우 의 분포 를 로 적절한 여기서 는 Borel 세트입니다. ZiμZi(B)=P(Zi∈B)=∫Bg(t)dt+cIB(ki)gB
— Zen

@ 젠 나는 이미 배포가 불 연속적이라는 질문에 썼다. 또한 의 RHS는 이 가 의 밀도를 나타내지 만 의 확률을 나타내며 나는 콤팩트 표기법을 선호합니다. ff[ai,ki)ki
— Alecos Papadopoulos

내가 아는 한, 사용한이 표기법 은 pdf였으며 pmf는 존재하지 않습니다. 우리는 혼합 분포를 정확하게 설명하기위한 적절한 수학적 언어를 가지고 있습니다. 나는 당신이 당신의 연구를 출판 할 때이 표기법이 받아 들여질 지 의심 스럽다. 물론 제 의견입니다. 항상 원하는대로해야합니다. f
— Zen

@Zen Publishing은 먼 길을 가고 있습니다. 실제로 리뷰어는 확립되지 않은 표기법을 볼 때 눈살을 찌푸립니다. 이것은 여러 줄로 단계적 분포를 설명하고자 할 때 간단히 표현한 것입니다. 예를 들어 이전 의견에서 사용한 것과 같이 기존의 표기법과 반대되는 표기법에 대한 "인수 주장"은 없습니다.
— Alecos Papadopoulos

답변:


5

Henry의 팁을 따르고 Lyapunov를 확인하십시오 . 와 올바르게 작동 하는 한 분포가 혼합되어 있다는 사실은 문제가되지 않습니다 . 각 에 대해 , , 특정 경우의 시뮬레이션은 정규성이 정상임을 나타냅니다.δ=1aibiai=0bi=1ki=2/3i≥1

xbar <- replicate(10^4, mean(pmin(runif(10^4), 2/3)))
hist((xbar - mean(xbar)) / sd(xbar), breaks = "FD", freq = FALSE)
curve(dnorm, col = "blue", lwd = 2, add = TRUE)

CLT


실제로 꽤 정상입니다. 알아 둘만 한. CLT의 일반적인 조건은 여기서 결코 문제가되지 않았습니다. 제 질문은 점근 적 결과를 왜곡하고 수정 된 CLT가 필요한 다른 미묘한 문제가 있는지 여부였습니다. 시뮬레이션에 따르면 더 많은 변수가 합에 들어감에 따라 불연속 불연속성이 실제로 무시할 수있는 것으로 나타났습니다.
— Alecos Papadopoulos

구체적이지 않지만 문제가 없습니다. 인덱스 와 무관하게 유한 한 숫자로 생각하십시오 . 그것들은 성장함에 따라 증가하거나 감소 할 수 있으며 (특정 규칙 없음), 그들 중 어느 것도 다른 것보다 불균형 적으로 크지 않습니다 ... 그럼에도 불구하고 "비교할 수있는"실체의 크기 차이를 나타냅니다. Lindeberg의 상태는 가장 확실합니다ii
— Alecos Papadopoulos

좋은. 다음 단계로 행운을 빕니다. 흥미로운 문제인 것 같습니다.
— Zen

3

힌트 :

가 고정되어 있고 가 독립적 이라고 가정하면 각 의 평균 및 분산 를 . 예를 들어 당신은 알고 . cXiμiσi2Ziμi=E[Zi]=cai+ki2+(1−c)kiki=cai+(1−c)bi

그런 다음 및 가 너무 빨리 커지지 않으면 Lyapunov 또는 Lindeberg 조건 을 사용하여 라는 결론과 함께 중앙 제한 정리를 적용 할 수 있습니다 는 표준 정규 분포로 수렴하거나 손으로 흔드는 의미로 는 대략적으로 평균 및 분산 .aibi1∑1nσi2(∑1nZi−∑1nμi)∑1nZi∑1nμi∑1nσi2


감사. 와 아무런 문제가 없으며 , 인덱스와 함께 성장하지 않고 변동합니다. 그래서 당신은 본질적으로 CLT가 혼합 분포의 랜덤 변수를 포함 할 수 있다고 말하고 있습니까? aibi
— Alecos Papadopoulos

예를 들어, 및 가 고정 된 경우 유한 분산을 갖는 독립적으로 동일하게 분포 된 랜덤 변수를 가지므로 중심 한계 정리가 적용됩니다. 이것이 혼합 분포인지 여부는이 결과에 영향을 미치지 않습니다. 내가 말하고있는 것은 평균과 분산이 합리적으로 유지된다면 랜덤 변수가 독립적이지만 동일하게 분포되지 않은 경우로 이것을 확장 할 수 있다는 것입니다. aibi
— Henry

2

이 질문에 대한 나의 주된 걱정은 내가 조사하고있는 경우에 "평소대로"CLT를 적용 할 수 있는지에 대한 것이었다. 사용자 @Henry는 사용자가 @Zen이 시뮬레이션을 통해 그것을 보여줄 수 있다고 주장했다. 따라서 격려하여 이제 분석적으로 증명하겠습니다.

먼저해야 할 것은 혼합 분포를 갖는이 변수에 "일반적인"모멘트 생성 기능이 있는지 확인하는 것입니다. 나타내고 예상 값 , 표준 편차와의 중심 및 스케일링 된 버전 의해 . 변화 -의 가변 식을 적용하면, 우리는 연속 부분 인 것을 발견 의 모멘트 생성 함수 는 μiZiσiZiZ~i=Zi−μiσi

fZ~(z~i)=σifZ(zi)=σibi−ai
Z~i
M~i(t)=E(ez~it)=∫−∞∞ez~itdFZ~(z~i)=∫a~ik~iσiez~itbi−aidzi+cek~it

⇒M~i(t)=σibi−aiek~it−ea~itt+cek~it
함께
k~i=ki−μiσi,a~i=ai−μiσi

소수를 사용하여 도함수를 나타내면 모멘트 생성 함수를 올바르게 지정한 경우 이후 중심 및 스케일링 된 랜덤 변수입니다. 그리고 실제로 미분을 계산하고 L' Hopital 's rule을 여러 번 적용하여 (제로의 MGF 값이 한계를 통해 계산되어야하므로) 대수 조작을 수행하여 처음 두 개의 동등성을 확인했습니다. 세 번째 평등은 너무 성가신 것으로 판명되었지만 나는 그것이 가지고 있다고 믿습니다.

M~i(0)=1,M~i′(0)=E(Z~)=0⇒M~i″(0)=E(Z~i2)=Var⁡(Z~i)=1

그래서 우리는 적절한 MGF를 가지고 있습니다. 2 차 테일러 확장을 0으로하면

M~(t)=M~(0)+M~′(0)t+12M~″(0)t2+o(t2)

⇒M~(t)=1+12t2+o(t2)

이것은 특성 함수가 (여기서 는 허수를 나타냄) .i

ϕ~(t)=1+12(it)2+o(t2)=1−12t2+o(t2)

특성 함수 의 특성에 따라 의 특성 함수 는 다음과 같습니다.Z~/n

ϕ~Z~/n(t)=ϕ~Z~(t/n)=1−t22n+o(t2/n)

독립적 인 랜덤 변수가 있기 때문에 의 특성 함수 는 다음과 같습니다.1n∑inZ~i

ϕ~1n∑inZ~i(t)=∏i=1nϕ~Z~(t/n)=∏i=1n(1−t22n+o(t2/n))

그때

limn→∞ϕ~1n∑inZ~i(t)=limn→∞(1−t22n)n=e−t2/2

숫자 가 어떻게 표현 되는지에e 의해 . 그것은 그래서 마지막 항은 표준 정규 분포의 특성 기능입니다 발생,에 의해 레비의 연속성 정리 , 우리는이

1n∑inZ~i→dN(0,1)

이것이 CLT입니다. 변수가 중심 및 스케일 버전 을 고려하고 MGF / CHF의 2 차 테일러 확장을 고려 하면 변수가 동일하게 분포되지 않고 "사라진다" 는 사실에 유의하십시오 . 동일하고 모든 차이점은 무조건 사라지는 나머지 용어로 압축됩니다. Z

우리가 평균 행동을 고려할 때 모든 개별 요소 에서 개별 수준의 특유의 행동이 사라진다는 사실은 혼합 분포를 갖는 무작위 변수와 같은 불쾌한 생물을 사용하여 매우 잘 드러나 있다고 생각합니다.


정말 멋지다, Alecos. 내 생각은 그 주장이 와 의 보다 구체적인 조건에 의존해야한다는 것이다 . 예를 들어 이면 증거가 빨리 깨 집니까? (응용 프로그램에서 이것이 발생하지 않는다는 것을 알고 있습니다.) 어떻게 생각하십니까? aibi(bi−ai)↓0
— Zen

@Zen 독립적이지만 동일하게 분포되지 않은 RV의 차이에 관한 문제는 매우 미묘한 것으로 아직 명확하게 이해하지 못한다고 생각합니다. 알려진 Lyapunov 또는 Lindeberg 조건은 CLT가 보유 하기 에 충분 합니다. 이러한 조건이 충족되지 않더라도 CLT가 유지되는 경우가 있습니다. 따라서 우리가 분산을 묶지 않으면 단일 답변이 없으며 문제는 완전히 사례에 따라 달라집니다. Billingsley의 책조차도 그 문제에 대해 명확하지 않습니다. 문제는 나머지가 어떻게 보일지, 우리가 그것에 대해 말할 수있는 것입니다.
— Alecos Papadopoulos
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