[機統] continuous expectations and variances

看板Math作者 (Justin)時間14年前 (2011/06/12 10:06), 編輯推噓1(1015)
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定義出自 Saeed Ghahramani的機率課本 (閃電本) p.249 Theorem 6.2 For any continuous random variable X with probability distribution function F and density function f, ∞ ∞ E(X) = ∫ [1 - F(t)] dt - ∫ F(-t) dt. 0 0 Proof: Note that ∞ 0 ∞ E(X) = ∫ xf(x) dx = ∫ xf(x) dx + ∫ xf(x) dx -∞ -∞ 0 0 -xx = -∫ (∫ dt)f(x) dx + ∫ (∫ dt)f(x) dx equation(1) -∞ 0 0 0 ∞ -t ∞ ∞ = -∫ (∫ f(x)dx) dt + ∫ (∫ f(x)dx) dt equation(2) 0 -∞ 0 t where the last equality is obtained by changing the order of integration. The theorem follows since -t ∞ ∫ f(x) dx = F(-t) and ∫f(x) dx = P(X > t) = 1 - F(t). (Proved!) -∞ t 最後一行得證,是由 density function 的properties積分變成distribution的定義 去得到,這樣理解不知道有沒有錯? 主要想請問的是黃色的公式 -x x Q1 期望值的xf(x)為什麼兩個x要換成 ∫ dt, ∫ dt 呢? 這個∫ dt 代表的意義是? 0 0 Q2 equation (1) 是怎麼轉換成 equation (2)的呢? Q3 這邊的 積分範圍 & t 所代表的分別是什麼呢? (自己的理解是,t為random variable X中某一點的位置,不過整個公式一起看 覺得自己並無法將整個公式的意義解釋清楚) 感謝 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 140.113.68.146

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1.不是xf(x)變∫ dt,是只有x變∫ dt
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(1)到(2)只是積分變數順序交換而已
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※ 編輯: Justin258 來自: 140.113.68.146 (06/12 12:25)

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修改了一下,其實是想問 為什麼x會變 ∫ dt
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積分順序交換,積分的上界下界怎麼變成∞和t的呢?
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上下界的問題你可以畫圖去看x跟t的二維範圍
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你把∫ dt算出來就是x呀...
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覺得如果自己從頭推,∫ dt這步不怎麼直覺
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想說會不會有什麼特殊的含意或意義在
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我在研究一下.. 謝謝e大!
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為了把難積分xf(x)變成f(x),所以把積分變重積分
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之後使用Tonelli-Fubini定理,把積分互換
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自己畫了兩張圖,不知道概念是否正確?
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圖畫得很粗糙還請見諒 m(_ _)m
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因為前項之雙重積分前面都有負號,所以積分範圍在
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X軸之下 (個人的理解是這樣)
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文章代碼(AID): #1Dz1yGRo (Math)