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Diferencia entre multivariante estándar de la distribución normal y la cópula Gaussiana

Me pregunto cuál es la diferencia entre multivariante estándar de la distribución normal y la cópula Gaussiana es desde cuando miro a la función de densidad se parecen lo mismo para mí.

Mi problema es por qué la cópula Gaussiana es introducido o cuáles son los beneficios de la cópula Gaussiana genera o lo que su superioridad es cuando copula Gaussiana no es nada pero un multivariante normal estándar de la función en sí.

También lo es el concepto detrás de la probabilidad de transformación integral en la cópula? Quiero decir, sabemos que una cópula es una función con una variable. ¿Por qué tienen que ser uniforme? ¿Por qué no utilizar los datos reales como la distribución normal multivariante y encontrar la matriz de correlación? (Normalmente se trazan los dos rentabilidad del activo a considerar sus relaciones, pero cuando es la copula, se trazan los estados unidos, que son probabilidades en el lugar.)

Otra pregunta. También tengo la duda de si la matriz de correlación de MVN podría ser no-paramétricos o semi-paramétricos como los de la copula (para la copula parámetro puede ser la tau de kendall, etc.)

Yo estaría muy agradecido por su ayuda ya que soy nuevo en esta área. (pero he leído un montón de papeles y estas son las únicas cosas que no entiendo)

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jldugger Puntos 7490

Una regla general acerca de los documentos técnicos-especialmente aquellos que se encuentran en la Web, es que la fiabilidad de cualquier estadística o matemática definición ofrecida en ellos varía inversamente con el número de la relación de no-estadístico de los sujetos mencionados en el título del artículo. El título de la página en la primera referencia que se ofrecen (en un comentario a la pregunta a) es "De las Finanzas a la Cosmología: La Cúpula de la Estructura a Gran Escala." Con tanto "finanzas" y "cosmología" que aparecen de forma destacada, podemos estar bastante seguros de que esta no es una buena fuente de información acerca de las cúpulas!

Vamos a lugar la vuelta a un estándar y muy accesible de libros de texto, Roger Nelsen es Una introducción a las cúpulas (Segunda Edición, 2006), para las definiciones claves.

... cada cópula es un conjunto de la función de distribución con los márgenes que son uniformes en [la unidad cerrada intervalo de $[0,1]]$.

[En p. 23, en la parte inferior.]

Para algunos la penetración en copulae, se convertirá en el primer teorema en el libro, del Teorema de Sklar:

Deje $H$ ser una distribución conjunta de la función con los márgenes de $F$$G$. Entonces existe una cópula $C$ tal que para todos los $x,y$ en el extendido de los números reales], $$H(x,y) = C(F(x),G(y)).$$

[Se indicó en las páginas 18 y 21.]

Aunque Nelsen no llamarlo como tal, él hace es definir la cópula Gaussiana en un ejemplo:

... si $\Phi$ indica la norma (univariante) normal de la función de distribución de y $N_\rho$ indica el estándar de la distribución normal bivariante de la función (con Pearson el coeficiente de correlación producto momento $\rho$), luego ... $$C(u,v) = \frac{1}{2\pi\sqrt{1-\rho^2}}\int_{-\infty}^{\Phi^{-1}(u)}\int_{-\infty}^{\Phi^{-1}(v)}\exp\left[\frac{-\left(s^2-2\rho s t + t^2\right)}{2\left(1-\rho^2\right)}\right]dsdt$$

[en p. 23, la ecuación 2.3.6]. A partir de la notación es inmediato que esta $C$, de hecho es la distribución conjunta de $(u,v)$ al $(\Phi^{-1}(u), \Phi^{-1}(v))$ es Normal bivariante. Podemos ahora y construir una nueva distribución bivariante tener cualquier deseada (continua) distribuciones marginales $F$ $G$ para que esta $C$ es la cópula, simplemente mediante la sustitución de estas apariciones de $\Phi$$F$$G$: simplemente tomar este particular $C$ en la caracterización de las cúpulas de arriba.

Así que sí, esto se ve muy similares a las fórmulas para una distribución normal bivariante, porque es normal bivariante de las variables transformadas $(\Phi^{-1}(F(x)),\Phi^{-1}(G(y)))$. Debido a estas transformaciones será no lineal cuando $F$ $G$ ya no están (univariante) Normal Cdf sí mismos, el resultado de la distribución no es (en estos casos) normal bivariante.


Ejemplo

Deje $F$ ser la función de distribución para una Beta$(4,2)$ variable y $G$ la función de distribución para una Gamma$(2)$ variable. Mediante la construcción anteriores podemos formar el conjunto de distribución de $H$, con una cópula Gaussiana y marginales $F$$G$. Para representar esta distribución, aquí es un patial trama de su densidad bivariante en $x$ $y$ ejes:

Plot

La falta de simetría hace que, obviamente, no-normal (con y sin márgenes normales), pero que sin embargo tiene una cópula Gaussiana por la construcción. Por lo que vale tiene una fórmula y es feo, también obviamente no es Normal bivariante:

$$\frac{1}{\sqrt{3}}2 \left(20 (1-x) x^3\right) \left(e^{-y} y\right) \exp \left(w(x,y)\right)$$

donde $w(x,y)$ está dado por $$\left(\text{erfc}^{-1}\left(2 (Q(2,0,y))^2-\frac{2}{3} \left(\sqrt{2} \text{erfc}^{-1}(2 (Q(2,0,y)))-\frac{\text{erfc}^{-1}(2 (I_x(4,2)))}{\sqrt{2}}\right){}^2\right)\right.$$

($Q$ es una regularización de la función Gamma y $I_x$ es una regularización de la función Beta.)

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