【数理统计】04. 其他常用分布与分布族 |
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Chapter 4:其他常用分布与分布族
一、 B \Beta B 分布
Part 1: B \Beta B 函数
Part 2: B \Beta B 分布的定义和性质
Part 3:均匀分布的次序统计量
二、Fisher Z Z Z 分布族
Part 1: Z Z Z 分布的定义和性质
Part 2: Z Z Z 分布与其他分布的关系
三、指数型分布族
Part 1:指数族的定义
Part 2:指数族的例子
Part 3:指数族的性质
Chapter 4:其他常用分布与分布族
一、 B \Beta B 分布
Part 1: B \Beta B 函数
类似于上一节中我们学习 Γ \Gamma Γ 分布的过程,在介绍 B \Beta B 分布之前,我们先来回顾一下在数学分析中学过的 B \Beta B 函数。首先给出 B \Beta B 分布的定义: B ( P , Q ) = ∫ 0 1 x P − 1 ( 1 − x ) Q − 1 d x . \Beta(P,Q)=\int_0^1x^{P-1}(1-x)^{Q-1}{\rm d}x \ . B(P,Q)=∫01xP−1(1−x)Q−1dx . 其中 B ( P , Q ) \Beta(P,Q) B(P,Q) 的定义域为 P > 0 , Q > 0 P>0,\,Q>0 P>0,Q>0 ,原因是在此定义域范围内,反常积分收敛。利用 B \Beta B 函数的定义式,可以得到 B \Beta B 函数具有很好的性质,以及实用的递推公式,特别需要注意的是 Γ \Gamma Γ 函数和 B \Beta B 函数之间的关系。 连续性: B \Beta B 函数在定义域 P > 0 , Q > 0 P>0,\,Q>0 P>0,Q>0 内连续。 对称性: B ( P , Q ) = B ( Q , P ) \Beta(P,Q)=\Beta(Q,P) B(P,Q)=B(Q,P) 。 递推公式:B ( P , Q ) = Q − 1 P + Q − 1 B ( P , Q − 1 ) , P > 0 , Q > 1 . B ( P , Q ) = P − 1 P + Q − 1 B ( P − 1 , Q ) , P > 1 , Q > 0 . B ( P , Q ) = ( P − 1 ) ( Q − 1 ) ( P + Q − 1 ) ( P + Q − 2 ) B ( P − 1 , Q − 1 ) , P > 1 , Q > 1 . \begin{aligned} &\Beta(P,Q)=\frac{Q-1}{P+Q-1}\Beta(P,Q-1) \ , \quad P>0,\,Q>1 \ . \\ &\Beta(P,Q)=\frac{P-1}{P+Q-1}\Beta(P-1,Q) \ , \quad P>1,\,Q>0 \ . \\ &\Beta(P,Q)=\frac{(P-1)(Q-1)}{(P+Q-1)(P+Q-2)}\Beta(P-1,Q-1) \ , \quad P>1,\,Q>1 \ . \\ \end{aligned} B(P,Q)=P+Q−1Q−1B(P,Q−1) ,P>0,Q>1 .B(P,Q)=P+Q−1P−1B(P−1,Q) ,P>1,Q>0 .B(P,Q)=(P+Q−1)(P+Q−2)(P−1)(Q−1)B(P−1,Q−1) ,P>1,Q>1 . 与 Γ \Gamma Γ 函数的关系:对于任意的正实数 P , Q P,Q P,Q ,有关系表达式: B ( P , Q ) = Γ ( P ) Γ ( Q ) Γ ( P + Q ) \Beta(P,Q)=\dfrac{\Gamma(P)\Gamma(Q)}{\Gamma(P+Q)} B(P,Q)=Γ(P+Q)Γ(P)Γ(Q) 。利用与 Γ \Gamma Γ 函数的关系,当 P P P 和 Q Q Q 趋近于无穷时,我们有 B ( P , Q ) ∼ 2 π P P − 1 2 Q Q − 1 2 ( P + Q ) P + Q − 1 2 . \Beta(P,Q)\sim\frac{\sqrt{2\pi}P^{P-\frac12}Q^{Q-\frac12}}{(P+Q)^{P+Q-\frac12}} \ . B(P,Q)∼(P+Q)P+Q−212π PP−21QQ−21 . 所以当 P P P 和 Q Q Q 充分大时,我们也可以用 Stirling 公式来近似计算 B \Beta B 函数值。 Part 2: B \Beta B 分布的定义和性质具有下列密度函数的分布称为 B \Beta B 分布: p ( x ; a , b ) = Γ ( a + b ) Γ ( a ) Γ ( b ) x a − 1 ( 1 − x ) b − 1 , 0 < x < 1 . p(x;a,b)=\frac{\Gamma(a+b)}{\Gamma(a)\Gamma(b)}x^{a-1}(1-x)^{b-1} \ , \quad 00 a>0,b>0 称为形状参数。 上述密度函数的定义式是用 Γ \Gamma Γ 函数来表示的,如果利用 B \Beta B 函数与 Γ \Gamma Γ 函数的关系,可以将 B \Beta B 分布的密度函数写为: p ( x ; a , b ) = 1 B ( a , b ) x a − 1 ( 1 − x ) b − 1 , 0 < x < 1 . p(x;a,b)=\frac{1}{\Beta(a,b)}x^{a-1}(1-x)^{b-1} \ , \quad 0 |
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