Kovarian dari variabel acak yang diubah


12

Saya memiliki dua variabel acak dan .X>0Y>0

Karena saya dapat memperkirakan bagaimana saya bisa memperkirakan

Cov(X,Y),
Cov(log⁡(X),log⁡(Y))?

3
Pertanyaan terakhir ini menanyakan tentang korelasi alih-alih kovarians, tetapi ini terkait: stats.stackexchange.com/questions/35941/…
— Douglas Zare

Jawaban:


16

Orang bisa mengambil pendekatan ekspansi Taylor:

http://en.wikipedia.org/wiki/Taylor_expansions_for_the_moments_of_functions_of_random_variables

Edit:

Ambil , .U=log⁡(X)V=log⁡(Y)

Gunakan ekspansi multivarian Taylor untuk menghitung perkiraan ke (dengan cara yang mirip dengan contoh di akhir "First Moment" di tautan yang melakukan kasus yang lebih sederhana dari , dan gunakan ekspansi univariat untuk menghitung perkiraan ke danE(UV)E(X.1/Y))E(U) (seperti yang diberikan di bagian pertama dari bagian yang sama) dengan akurasi yang sama. Dari hal-hal itu, hitung kovarians (diperkirakan).E(V)

Memperluas ke tingkat perkiraan yang sama seperti contoh dalam tautan, saya pikir Anda berakhir dengan istilah dalam mean dan varians dari masing-masing variabel (tidak ditransformasi), dan kovariansnya.

Edit 2:

Tapi di sini ada sedikit trik yang dapat menghemat usaha:

Perhatikan bahwa dan X = exp ( U ) dan Y = exp ( V ) .E(XY)=Cov(X,Y)+E(X)E(Y)X=exp⁡(U)Y=exp⁡(V)

E⁡[f(X)]≈f(μX)+f″(μX)2σX2
E⁡(exp⁡(U))≈exp⁡(μU)+exp⁡(μU)2σU2≈exp⁡(μU+12σU2)

Sunting: Langkah terakhir itu mengikuti dari pendekatan Taylor , yang bagus untuk kecil (mengambil ).exp⁡(b)≈1+bbb=12σU2

(perkiraan itu tepat untuk , normal: )UVE⁡(exp⁡(U))=exp⁡(μU+12σU2)

MisalkanW=U+V

E⁡(XY)=E⁡(exp⁡(U).exp⁡(V))=E⁡(exp⁡(W))

≈exp⁡(μW)+exp(μW)2σW2≈exp⁡(μW+12σW2)

dan diberikan , laluVar⁡(W)=Var⁡(U)+Var⁡(V)+2Cov⁡(U,V)

(Edit :)

1+Cov⁡(X,Y)E⁡(X)E⁡(Y)=E⁡(XY)E⁡(X)E⁡(Y)
≈exp⁡(μW+12σW2)exp⁡(μU+12σU2).exp⁡(μV+12σV2)
≈exp⁡(μU+μV+12(σU2+σV2+2Cov⁡(U,V)))exp⁡(μU+12σU2).exp⁡(μV+12σV2)
≈exp⁡[Cov⁡(U,V)]

Karenanya . Ini harus tepat untuk bivariat gaussian.Cov⁡(U,V)≈log⁡(1+Cov⁡(X,Y)E⁡(X)E⁡(Y))U,V

Jika Anda menggunakan pendekatan pertama daripada yang kedua, Anda akan mendapatkan perkiraan yang berbeda di sini.


Bisakah Anda memberikan sedikit detail lebih lanjut? Bagaimanapun,
— terima kasih

Diedit untuk detail.
— Glen_b -Reinstate Monica

Terima kasih @Glend_b. Saya akan menerima kapan detail akan ditambahkan. Sementara itu, +1 :-)
— user7064

Jangan khawatir; Saya sedang sibuk saat itu, kemudian benar-benar lupa. Sekarang sudah diperbaiki
— Glen_b -Reinstate Monica

Ini umumnya bekerja lebih baik untuk variabel non-Gaussian jika varian dan kecil (ekuivalen, jika koefisien variasi dan kecil). UVXY
— Glen_b -Reinstate Monica

8

Tanpa asumsi tambahan pada dan , tidak mungkin untuk menyimpulkan kovarians dari log mengetahui kovarians awal. Di sisi lain, jika Anda dapat menghitung dari dan , apa yang mencegah Anda menghitung dari dan secara langsung?XYCov(X,Y)XYCov(log⁡(X),log⁡(Y))log⁡(X)log⁡(Y)

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.