Jak entropia zależy od lokalizacji i skali?


14

Entropia ciągłego rozkładu z funkcją gęstości f określa się jako ujemny z oczekiwaniem log⁡(f), a zatem jest równa

Hf=−∫−∞∞log⁡(f(x))f(x)dx.

Także, że każdej zmiennej losowej X , której rozkład jest gęstości f ma entropii Hf. (Ta całka jest dobrze zdefiniowana, nawet jeśli f ma zera, ponieważ log⁡(f(x))f(x) może być przyjmowane do zera na takich wartościach.)

Gdy X i Y są zmiennymi losowymi, dla których Y=X+μ ( μ jest stałą), mówi się, że Y jest wersją X przesuniętą o μ. Podobnie, gdy Y=Xσ ( σ jest stałą dodatnią), mówi się, że Y jest wersją X skalowaną przez σ.Połączenie skali z przesunięciem daje Y=Xσ+μ.

Relacje te występują często. Na przykład zmiana jednostek miary X przesuwa i skaluje ją.

W jaki sposób entropia Y=Xσ+μ powiązana z entropią X?

Odpowiedzi:


17

Xf(x)dx,y=xσ+μx=(y−μ)/σ,

f(x)dx=f(y−μσ)d(y−μσ)=1σf(y−μσ)dy

Y

fY(y)=1σf(y−μσ).

Y

H(Y)=−∫−∞∞log⁡(1σf(y−μσ))1σf(y−μσ)dy

x=(y−μ)/σ,

H(Y)=−∫−∞∞log⁡(1σf(x))f(x)dx=−∫−∞∞(log⁡(1σ)+log⁡(f(x)))f(x)dx=log⁡(σ)∫−∞∞f(x)dx−∫−∞∞log⁡(f(x))f(x)dx=log⁡(σ)+Hf.

f(x)dx

Z tego wniosek

Y=Xσ+μXlog⁡(σ).

σ≥1log⁡(σ).


μσ(μ,σ)μ=0σ=1.

log⁡(f(x))=−12log⁡(2π)−x2/2,

skąd

H=−E[−12log⁡(2π)−X2/2]=12log⁡(2π)+12.

(μ,σ)log⁡σ

H=12log⁡(2π)+12+log⁡(σ)=12log⁡(2πeσ2)

jak donosi Wikipedia .

Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.