Buklangan normal taqsimot - Folded normal distribution

Ehtimollar zichligi funktsiyasi
Katlanmış normal taqsimot uchun ehtimollik zichligi funktsiyasi
m=1, σ=1
Kümülatif taqsimlash funktsiyasi
Oddiy taqsimot uchun kümülatif taqsimlash funktsiyasi
m=1, σ=1
ParametrlarmR   (Manzil )
σ2 > 0   (o'lchov )
Qo'llab-quvvatlashx ∈ [0,∞)
PDF
CDF
Anglatadi
Varians

The buklangan normal taqsimot a ehtimollik taqsimoti bilan bog'liq normal taqsimot. Odatda taqsimlangan tasodifiy o'zgaruvchi berilgan X bilan anglatadi m va dispersiya σ2, tasodifiy o'zgaruvchi Y = |X| buklangan normal taqsimotga ega. Bunday holatga faqat biron bir o'zgaruvchining kattaligi yozilgan bo'lsa, lekin uning belgisi yozilmagan bo'lsa duch kelishi mumkin. Tarqatish "katlanmış" deb nomlanadi, chunki ehtimollik massasi chap tomonda x = Olib, buklangan mutlaq qiymat. Ning fizikasida issiqlik o'tkazuvchanligi, buklangan normal taqsimot. ning asosiy echimi issiqlik tenglamasi yarim bo'shliqda; a-da mukammal izolyatorga ega bo'lishiga mos keladi giperplane kelib chiqishi orqali.

Ta'riflar

Zichlik

The ehtimollik zichligi funktsiyasi (PDF) tomonidan berilgan

uchun x ≥ 0, va boshqa hamma joyda 0. Muqobil formulalar tomonidan berilgan

,

bu erda kosinus Giperbolik funktsiya. Bundan kelib chiqadiki kümülatif taqsimlash funktsiyasi (CDF) quyidagicha beriladi:

uchun x ≥ 0, bu erda erf () xato funktsiyasi. Ushbu ibora ning CDF-ga kamayadi yarim normal taqsimot qachon m = 0.

Buklangan taqsimotning o'rtacha qiymati shunda

yoki

qayerda bo'ladi normal kümülatif taqsimlash funktsiyasi:

Keyin dispersiya o'rtacha ma'noda osonlik bilan ifodalanadi:

Ikkala o'rtacha (m) va dispersiya (σ2) ning X asl normal taqsimotda ning joylashuvi va masshtab parametrlari sifatida talqin qilinishi mumkin Y katlanmış taqsimotda.

Xususiyatlari

Rejim

Tarqatish usuli - ning qiymati buning uchun zichlik maksimal darajaga ko'tariladi. Ushbu qiymatni topish uchun biz zichlikning birinchi hosilasini olamiz va uni nolga tenglashtiring. Afsuski, yopiq shakl yo'q. Biroq, biz lotinni yaxshiroq tarzda yozib, chiziqli bo'lmagan tenglama bilan yakunlashimiz mumkin

.

Tsagris va boshq. (2014) raqamli tekshiruvdan qachon ekanligini ko'rdi , maksimal qachon bajariladi va qachon dan kattaroq bo'ladi , maksimal yondashuvlar . Bu kutilgan narsa, albatta, chunki bu holda buklangan normal normal taqsimotga yaqinlashadi. Salbiy farqlar bilan bog'liq har qanday muammoga duch kelmaslik uchun parametrning ko'rsatkichi taklif etiladi. Shu bilan bir qatorda, siz cheklovni qo'shishingiz mumkin, masalan, optimallashtiruvchi salbiy dispersiyaga kirsa, jurnalning ehtimolligi NA yoki juda kichik narsa.

Xarakteristik funktsiya va boshqa tegishli funktsiyalar

  • Xarakterli funktsiya tomonidan berilgan

.

  • Moment hosil qiluvchi funktsiya tomonidan berilgan

.

  • Kumulyant hosil qiluvchi funktsiya quyidagicha berilgan

.

  • Laplas transformatsiyasi quyidagicha berilgan

.

  • Furye konvertatsiyasi quyidagicha berilgan

.

Tegishli tarqatishlar

  • Qachon m = 0, taqsimoti Y a yarim normal taqsimot.
  • Tasodifiy o'zgaruvchi (Y/σ)2 bor markazsiz chi-kvadrat taqsimot ga teng erkinlik va markazsizlikning 1 darajasi bilan (m/σ)2.
  • Katlangan normal taqsimotni chegara sifatida ham ko'rish mumkin buklangan nostandart t tarqatish erkinlik darajalari abadiylikka borar ekan.
  • Psarakis va Panaretos (2001) tomonidan ishlab chiqilgan ikki tomonlama versiya hamda Chakraborty va Moutushi (2013) tomonidan ishlab chiqilgan ko'p o'zgaruvchan versiya mavjud.
  • The Guruch taqsimoti buklangan normal taqsimotning ko'p o'zgaruvchan umumlashtirilishi.

Statistik xulosa

Parametrlarni baholash

Katlanmış normal parametrlarini taxmin qilishning bir necha yo'li mavjud. Ularning barchasi, ehtimol, maksimal ehtimolliklarni baholash protsedurasidir, ammo ba'zi hollarda raqamli maksimallashtirish amalga oshiriladi, boshqa hollarda esa, tenglamaning ildizi izlanmoqda. Namuna olganda katlanmış normalning jurnalga o'xshashligi hajmi mavjud quyidagi tarzda yozilishi mumkin

Yilda R (dasturlash tili), paketdan foydalanib Rfast MLE ni haqiqatan ham tez olish mumkin (buyruq foldnorm.mle). Shu bilan bir qatorda, buyruq optimistik yoki nlm ushbu taqsimotga mos keladi. Maksimallashtirish oson, chunki ikkita parametr ( va ) ishtirok etmoqda. Uchun ham ijobiy, ham salbiy qadriyatlarga e'tibor bering chunki qabul qilinadi raqamlarning haqiqiy chizig'iga tegishli, shuning uchun belgi muhim emas, chunki taqsimot unga nisbatan nosimmetrikdir. Keyingi kod R bilan yozilgan

katlanmış <- funktsiya(y) {  ## y - ijobiy ma'lumotlarga ega vektor  n <- uzunlik(y)  ## namuna hajmi  sy2 <- sum(y ^ 2)    sam <- funktsiya(paragraf, n, sy2) {      men <- pul [1]   ;   se <- tugatish( para [2] )      f <-  - n/2 * jurnal(2/pi/se) + n * men ^ 2 / 2 / se +            sy2 / 2 / se - sum( jurnal( xushchaqchaq( men * y/se ) ) )      f    }  mod <- optimistik( v( anglatadi(y), SD(y) ), n = n, sy2 = sy2, sam, boshqaruv = ro'yxat(maxit = 2000) )  mod <- optimistik( mod$abz, sam, n = n, sy2 = sy2, boshqaruv = ro'yxat(maxit = 20000) )  natija <- v( -mod$qiymat, mod$par [1], tugatish(mod$par [2]) )  ismlar(natija) <- v("jurnalga o'xshashlik", "mu", "sigma kvadrat")  natija}

Jurnalga o'xshashlikning qisman hosilalari quyidagicha yoziladi

.

Kundalik ehtimollikning birinchi qisman hosilasini nolga tenglashtirsak, biz yaxshi munosabatlarni qo'lga kiritamiz

.

E'tibor bering, yuqoridagi tenglama uchta echimga ega, biri nolda, ikkinchisi qarama-qarshi belgi bilan. Yuqoridagi tenglamani almashtirib, logga o'xshashlikning qisman hosilasiga w.r.t va uni nolga tenglashtirsak, dispersiya uchun quyidagi ifodani olamiz

,

bilan bir xil formula normal taqsimot. Bu erda asosiy farq shundaki va statistik jihatdan mustaqil emas. Yuqoridagi munosabatlar samarador rekursiv usulda maksimal ehtimollik taxminlarini olish uchun ishlatilishi mumkin. Biz uchun boshlang'ich qiymatdan boshlaymiz va ijobiy ildizni toping () oxirgi tenglamaning. Keyin, ning yangilangan qiymatini olamiz . Jurnalning ehtimollik qiymatining o'zgarishi ahamiyatsiz bo'lgunga qadar protsedura takrorlanadi. Yana bir oson va samarali usul - qidiruv algoritmini bajarish. Keling, so'nggi tenglamani yanada oqlangan tarzda yozaylik

.

Ikkala parametrga nisbatan jurnalning ehtimolligini optimallashtirish funktsiyani ildiz izlashga aylanganligi aniq. Albatta, bu avvalgi ildiz qidirish bilan bir xil. Tsagris va boshq. (2014) ushbu tenglamaning uchta ildizi borligini aniqladi , ya'ni uchta mumkin bo'lgan qiymatlar mavjud bu tenglamani qondiradigan narsa. The va , bu maksimal ehtimollik taxminlari va minimal log ehtimolligiga mos keladigan 0.

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

  • Tsagris, M .; Beneki, C .; Xassani, H. (2014). "Katlanmış oddiy taqsimot to'g'risida". Matematika. 2 (1): 12–28. arXiv:1402.3559.
  • Leone FC, Nottingham RB, Nelson LS (1961). "Katlanmış normal taqsimot". Texnometriya. 3 (4): 543–550. doi:10.2307/1266560. hdl:2027 / mdp.39015095248541. JSTOR  1266560.
  • Jonson NL (1962). "Katlanmış normal taqsimot: maksimal ehtimollik bo'yicha aniqlik". Texnometriya. 4 (2): 249–256. doi:10.2307/1266622. JSTOR  1266622.
  • Nelson LS (1980). "Katlanmış normal taqsimot". J Qual Technol. 12 (4): 236–238.
  • Elandt RC (1961). "Katlanmış normal taqsimot: momentlardan parametrlarni baholashning ikkita usuli". Texnometriya. 3 (4): 551–562. doi:10.2307/1266561. JSTOR  1266561.
  • Lin PC (2005). "Umumiy katlanmış normal taqsimotni jarayon qobiliyati o'lchovlariga qo'llash". Int J Adv Manuf Technol. 26 (7–8): 825–830. doi:10.1007 / s00170-003-2043-x.
  • Psarakis, S .; Panaretos, J. (1990). "Katlanmış t taqsimoti". Statistikadagi aloqa - nazariya va usullar. 19 (7): 2717–2734.
  • Psarakis, S .; Panaretos, J. (2001). "Katlanmış normal va katlanmış-t taqsimotlarning ba'zi ikki o'zgaruvchan kengaytmalari to'g'risida". Amaliy statistika fanlari jurnali. 10 (2): 119–136.
  • Chakraborti, A. K .; Moutushi, C. (2013). "Ko'p o'zgaruvchan buklangan normal tarqatishda". Sanxya B. 75 (1): 1–15.

Tashqi havolalar