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¿Cuál es el valor de $ \int_{0}^{+\infty}e^{x^2(1-2\Phi(x\sqrt{2}))}dx$ ?

He encontrado la siguiente integral cuando he tratado de saber más sobre la relación entre la función de error y la FCD de la distribución normal, he introducido esta integral en wolframio alfa+)++,+x%3D0+to+infty) pero no hay resultado , pero algunos de mis más débiles gaven asegurar que es convergentes, entonces mi pregunta aquí es lo que es el valor de :

$$ \int_{0}^{+\infty}e^{x^2(1-2\Phi(x\sqrt{2}))}dx$$

Con : $\Phi(x) = \frac{1}{\sqrt{2\pi}}\int_{-\infty}^x e^{-z^2/2} \mathrm{d}z.$

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Wolfram Alpha no reconoce "Phi[x]" como una distribución normal acumulativa. Sin embargo, sí reconoce "Erf[x]" y puedes demostrar que $2 \Phi(x \sqrt{2}) = \text{Erf}(x) + 1/2.$ wolframalpha.com/input/

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En realidad, supongo que hace reconocerá "Phi[x]" cuando lo introduzcas por sí solo. Pero por alguna razón la registra como una función arbitraria cuando la introduces en la integral. Pero reconoce "Erf[x]". Supongo que es porque es una función base en Mathematica. En Wolfram Alpha, cuando todo lo demás falla, es seguro introducir código crudo de Mathematica.

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¿Podría comentar cómo la evaluación de esta integral revelaría algo sobre la "relación entre la función de error y la FDA de la distribución normal"? ¿Qué más hay que determinar más allá de la ecuación proporcionada en el primer comentario de @Bridgeburners?

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mikemurf22 Puntos 817

Si necesita una respuesta simbólica, creo que no tiene suerte. Yo haría una integración numérica. En R:

 f  <-  function(x) exp(x^2*(1-2*pnorm(x*sqrt(2))))
 integrate(f, lower=0, upper=+Inf)
0.972107 with absolute error < 2.2e-06

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user156150 Puntos 1

Una pista: Una idea que me viene a la mente, sólo para utilizar la identidad gaven arriba por Bridgeburners que mostró la relación entre la función de error y la función de distribución CDF, he obtenido la siguiente identidad :

$$ \int_{0}^{+\infty}e^{x^2(1-2\Phi(x\sqrt{2}))}dx=\int_{0}^{+\infty} {(e^{-x²})}^{\text{erf}{(x)}}dx \tag{1}$$ .

El RHS de $(1) $ es convergente y wolfram alfa dice%5E(erf(x))dx+,+x%3D0+to+infty) es decir: $0.97210699\cdots$

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Es bueno ver que la respuesta de Wolfram Alpha y R están de acuerdo ...

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