Jeśli oczekiwana wartość to , jaka jest oczekiwana wartość ? Czy można to obliczyć analitycznie?
Parametryzacja, której używam, jest kształtem.
Jeśli oczekiwana wartość to , jaka jest oczekiwana wartość ? Czy można to obliczyć analitycznie?
Parametryzacja, której używam, jest kształtem.
Odpowiedzi:
Ten (może zaskakujący) można wykonać za pomocą prostych operacji elementarnych (wykorzystując ulubioną sztuczkę Richarda Feynmana polegającą na odróżnianiu pod znakiem integralnym parametru).
Zakładamy, że ma rozkład i chcemy znaleźć oczekiwanie Po pierwsze, ponieważ jest parametrem skali, jego efektem będzie przesunięcie logarytmu o (Jeśli użyjesz jako parametru szybkości , tak jak w pytaniu, spowoduje to przesunięcie logarytmu o ) To pozwala nam pracować z przypadkiemlog β . β - log β . β = 1.
Po tym uproszczeniu element prawdopodobieństwa wynosi
gdzie jest stałą normalizującą
Podstawienie co pociąga za sobą daje element prawdopodobieństwa ,
Możliwe wartości mieszczą się teraz we wszystkich liczbach rzeczywistych
Ponieważ musi integrować się z jednością, otrzymujemy (trywialnie)
Zauważ, że to funkcjaŁatwe obliczenia dają
Następny krok wykorzystuje relację uzyskaną przez podzielenie obu stron tej tożsamości przez odsłaniając tym samym przedmiot, który musimy zintegrować, aby znaleźć oczekiwanie; mianowicie
logarytmiczna pochodna funkcji gamma (aka „ polygamma ”). Całka została obliczona przy użyciu tożsamości
Ponowne wprowadzenie współczynnika pokazuje ogólny wynik
do parametryzacji skali (gdzie funkcja gęstości zależy od ) lub
do parametryzacji szybkości (gdzie funkcja gęstości zależy od ).
Odpowiedź @whuber jest całkiem fajna; Zasadniczo powtórzę jego odpowiedź w bardziej ogólnej formie, która lepiej łączy (moim zdaniem) z teorią statystyczną i która wyjaśnia moc całej techniki.
Rozważ rodzinę rozkładów które składają się na wykładniczą rodzinę , co oznacza, że przyjmują gęstość
w odniesieniu do niektórych popularnych miar dominujących (zwykle miara Lebesgue'a lub liczenia). Rozróżniając obie strony ∫ f θ ( x ) d x = 1
w odniesieniu do θ dochodzimy do równania wyniku ∫ f ′ θ ( x ) = ∫ f ′ θ ( xf θ ( x ) = exp { s ( x ) θ - A ( θ ) + h ( x ) }
Teraz pokazujemy, że to pomaga nam obliczyć oczekiwania. Możemy zapisać gęstość gamma ze stałym jako wykładniczą rodziną