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+1ρ2Z2)

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 2N ( 0 , σ 2 2 ) . Nyatakan Z i = exp ( X1N(0,σ12)X2N(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)=EY1Y2EY1EY2=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 ex1+x is valid on the final formula found above one has ρY1Y2ρ.
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.