・Γ分布                            himeru 氏

 Γ分布は、確率密度関数が、Γ関数を用いて、

    f(x)=xα-1・exp(-x/β)/{Γ(α)βα} (x>0)

で定義される分布である。ここで、α(>0)は形状母数、β(>0)は尺度母数と言われる。

 Γ分布の平均は、αθ、分散は、αθ2 となる。

 いま、α=3、β=1/2 としてみると、Γ(3)=2!=2 なので、

    f(x)=x2・exp(-2x)/{Γ(3)(1/2)3}=4x2・exp(-2x)

 The p.d.f. of X is f(x)=2x , 0<x<1. Find the c.d.f.(cumulative distribution funciton) of X.
Describe how an observation of X can be simulated. Simulate 5 observations of X using
the random numbrs 0.517772, 0.24033, 0.459393, 0.30586, 0.03585.

という問題なのですが、・・・一体何をどうすればいいのでしょうか?


 DD++さんからのコメントです。(平成26年9月24日付け)

 どうすればといわれましても、「f(Y2) dX/dY」を計算すればいいだけなのでは…?直前に
"Describe how an observation of X can be simulated." とあるということは、その5数を実観
測された何かのデータだと思って、予測と比較せよということでしょう。


 himeruさんからのコメントです。(平成26年9月24日付け)

 有難うございます。f(x)=4x2・exp(-2x) が確率密度関数なので、f(X)=f(Y2)=4Y4・exp(-2Y2)
が、Y=√X の時の確率密度関数ですよね?どうして、dX/dYを掛けねばならないのでしょうか?


 DD++さんからのコメントです。(平成26年9月24日付け)

 ただのチェーンルールです。確率密度関数が微分で定義されているのを思い出してください。
F(x) を X の累積分布関数とするとき、f(x) = dF(x)/dx なわけですから、

 g(y) = dF(x)/dy = (dF(x)/dx)・(dx/dy) = f(x) dx/dy

あるいは、確率密度関数をグラフに描いたとして、縦 f(X) 横 dX の長方形の面積が [X,X+dX]
に入る確率なわけですから、この問題は「面積を変えずに横の長さを dY にしたら縦の長さは
なーんだ」という問題と等価です。だから f(X) dX/dY となる、と考えてもいいかもしれません。


 himeruさんからのコメントです。(平成26年9月25日付け)

 有難うございます。その通りですね。

 f(X)=xα-1・exp(-x/β)/{Γ(α)βα}=f(Y2)=y2(α-1)・exp(-x2/β)/{Γ(α)βα} (y2>0)

となっているので、 g(y)とf(x)の累積分布関数を夫々G(y)、F(x)とすると、

 g(y)=dG(y)/dy=dF(x)/dx・dx/dy=f(x)・dx/dy
   =xα-1・exp(-x/β)/{Γ(α)βα}・2y=4x2・exp(-2x)・2y=4y4・exp(-2y2)・2y

でいいのですね?


 DD++さんからのコメントです。(平成26年9月27日付け)

 検算するなら、[0,∞) で積分して1になることを確認してみればまあ大丈夫かと...。


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