Harapan bersyarat dari derivasi RV terpotong, distribusi gumbel (perbedaan logistik)


8

Saya memiliki dua variabel acak yang independen dan terdistribusi secara identik, yaitu ϵ1,ϵ0∼iidGumbel(μ,β):

F(ϵ)=exp⁡(−exp⁡(−ϵ−μβ)),

f(ϵ)=1βexp⁡(−(ϵ−μβ+exp⁡(−ϵ−μβ))).

Saya mencoba menghitung dua jumlah:

  1. Eϵ1Eϵ0|ϵ1[c+ϵ1|c+ϵ1>ϵ0]
  2. Eϵ1Eϵ0|ϵ1[ϵ0|c+ϵ1<ϵ0]

Saya sampai pada titik di mana saya perlu melakukan integrasi pada sesuatu dari formulir: eex, yang tampaknya tidak memiliki integral dalam bentuk tertutup. Adakah yang bisa membantu saya dengan ini? Mungkin saya telah melakukan sesuatu yang salah.

Saya merasa pasti ada solusi bentuk tertutup. (EDIT: Sekalipun itu bukan bentuk tertutup, tetapi akan ada perangkat lunak untuk dengan cepat mengevaluasi integral [seperti Ei (x)], itu akan baik-baik saja kurasa.)


EDIT:

Saya pikir dengan perubahan variabel, mari

y=exp⁡(−ϵ1−μβ)
dan

μ−βln⁡y=ϵ1

Ini memetakan ke [0,∞) dan [0,exp⁡(−ϵ0−c−μβ)] masing-masing.

|J|=|dϵdy|=βy. Kemudian di bawah perubahan variabel, saya telah direbus (1) ke ...

∫0∞11−e−x(∫μ−βln⁡x−c∞[c+μ−βln⁡y]e−ydy)e−xdx

Mungkin ada kesalahan aljabar tapi saya masih belum bisa menyelesaikan integral ini ...


PERTANYAAN TERKAIT: Ekspektasi Maksimum dari Variabel Gumbel iid


1
Jelas tidak ada solusi bentuk tertutup. Mengapa Anda merasa harus ada?
— Gordon Smyth

@GordonSmyth Bagaimana Anda tahu tidak ada solusi formulir tertutup?
— wolfsatthedoor

Jawaban:


2

Karena parameternya (μ,β) distribusi Gumbel adalah lokasi dan skala, masing-masing, masalahnya disederhanakan menjadi komputasi

E[ϵ1|ϵ1+c>ϵ0]=∫−∞+∞xF(x+c)f(x)dx∫−∞+∞F(x+c)f(x)dx
dimana f dan F dikaitkan dengan μ=0, β=1. Penyebut tersedia dalam bentuk tertutup
∫−∞+∞F(x+c)f(x)dx=∫−∞+∞exp⁡{−exp⁡[−x−c]}exp⁡{−x}exp⁡{−exp⁡[−x]}dx=a=ec∫−∞+∞exp⁡{−(1+a)exp⁡[−x]}exp⁡{−x}dx=11+a[exp⁡{−(1+a)e−x}]−∞+∞=11+a
Pembilang melibatkan integral eksponensial sejak (menurut integrator WolframAlpha )
∫−∞+∞xF(x+c)f(x)dx=∫−∞+∞xexp⁡{−(1+a)exp⁡[−x]}exp⁡{−x}dx=z=e−x∫0+∞log⁡(z)exp⁡{−(1+a)z}dz=−11+a[Ei(−(1+a)z)−log⁡(z)e−(1+a)z]0∞=γ+log⁡(1+a)1+a
Karenanya
E[ϵ1|ϵ1+c>ϵ0]=γ+log⁡(1+e−c)
Hasil ini dapat dengan mudah diperiksa dengan simulasi, karena menghasilkan jumlah varian Gumberl untuk mengubah varian Uniform (0,1), U, sebagai X=−log⁡{−log⁡(U)}. Monte Carlo dan sarana teoretis setuju:

kecukupan Monte Carlo dan sarana teoretis ketika $ c $ bervariasi dari -2 hingga 2, dengan sumbu logaritmik, berdasarkan pada simulasi 10⁵


Apakah Anda menyadari epsilon0 adalah rv juga?
— wolfsatthedoor
Dengan menggunakan situs kami, Anda mengakui telah membaca dan memahami Kebijakan Cookie dan Kebijakan Privasi kami.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.