Korelasi variabel acak log-normal


16

Diberikan X1 dan X2 variabel acak normal dengan koefisien korelasi ρ , bagaimana cara menemukan korelasi antara mengikuti variabel acak lognormal berikut Y1 dan Y2 ?

Y1=a1exp⁡(μ1T+TX1)

Y2=a2exp⁡(μ2T+TX2)

Sekarang, jika dan X 2 = σ 1 Z 2 , di mana Z 1 dan ZX1=σ1Z1X2=σ1Z2Z1 adalah normals standar, dari properti transformasi linear, kita mendapatkan:Z2

Y1=a1exp⁡(μ1T+Tσ1Z1)

Y2=a2exp⁡(μ2T+Tσ2(ρZ1+1−ρ2Z2)

Sekarang, bagaimana cara pergi dari sini untuk menghitung korelasi antara dan Y 2Y1Y2 ?


@ user862, petunjuk: gunakan fungsi chracteristic dari bivariat normal.
— mpiktas

2
Lihat persamaan (11) di stuart.iit.edu/shared/ Shared_stuartfaculty / whitepapers/… (tapi hati-hati dengan pengaturan huruf yang buruk).
— whuber

Jawaban:


19

Saya berasumsi bahwa dan X 2 ∼ N ( 0 , σ 2 2 ) . Nyatakan Z i = exp ( √X1∼N(0,σ12)X2∼N(0,σ22). KemudianZi=exp⁡(TXi)

jadiZiadalahlog-normal. Jadi

log⁡(Zi)∼N(0,Tσi2)
Zi

dan E

EZi=exp⁡(Tσi22)var(Zi)=(exp⁡(Tσi2)−1)exp⁡(Tσi2)
EYi=aiexp⁡(μiT)EZivar(Yi)=ai2exp⁡(2μiT)var(Zi)

Kemudian menggunakan rumus untuk mgf normal multivariat yang kita miliki

EY1Y2=a1a2exp⁡((μ1+μ2)T)Eexp⁡(TX1+TX2)=a1a2exp⁡((μ1+μ2)T)exp⁡(12T(σ12+2ρσ1σ2+σ22))
So
cov(Y1,Y2)=EY1Y2−EY1EY2=a1a2exp⁡((μ1+μ2)T)exp⁡(T2(σ12+σ22))(exp⁡(ρσ1σ2T)−1)

Now the correlation of Y1 and Y2 is covariance divided by square roots of variances:

ρY1Y2=exp⁡(ρσ1σ2T)−1(exp⁡(σ12T)−1)(exp⁡(σ22T)−1)

Note that as long as the approximation ex≅1+x is valid on the final formula found above one has ρY1Y2≅ρ.
— danbarros
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.