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Distribución de una muestra estandarizada centrada

Prólogo : este es no de la tarea, sino un problema real : en un modelo Bayesiano comparación contexto, estoy tratando de averiguar la correcta antes de la densidad de mezcla de los parámetros del modelo que son, para computacional razones, calculado como la centrada y normalizada medio de otros "en bruto" de los parámetros, que ellos mismos han dado a las distribuciones previas. Ver Gelman Una, Hill, J. Análisis de los Datos Mediante Regresión Multinivel y/Modelos Jerárquicos. 1ª ed. Cambridge University Press; 2006. Este libro de texto utiliza este truco (o variantes de la misma), muy a menudo, y las diferentes simulaciones me han convencido de su eficacia, al menos en casos seleccionados.

Que actualmente no tienen a la mano de cualquier material de referencia (libros de texto, etc...) para esta pregunta, cuya respuesta es muy probablemente un resultado estándar. Podría alguien prestarme una mano (si sólo me apunta a un accesible desde la Web de referencia, que mi Google intentos han sido infructuosos, al referirme a) ?

Deje $X=X_1,\ldots X_N$ ser una muestra (i. e. vector de $N$ independiente de las variables aleatorias de muestreo de la misma) normal de distribución de ${\textrm N}(\mu_x, \sigma^2_x)$. Deje $m={{\sum_{i=1}^n X_i} \over N}$ $s^2={{\sum (X_i)^2} \over {N-1}}$ el imparcial de los estimadores de la media y la varianza de esta distribución. ¿Cuál es la (conjunta) de la distribución de los componentes de la $Y_i$ $Y={{X-m} \over s}$ ?

Estoy muy tentado a responder que se $N$ independiente de la normal estándar de variables aleatorias i. e. distribuidos de la ${\textrm N}(0, 1)$), y mi intuición es apoyada por diversos resultados de la simulación, pero tengo problemas para probar .

Lo que yo sé (o demostrar a mi satisfacción) puede resumirse de la siguiente manera :

  • $m$ ${\textrm N}(\mu_x, {{\sigma^2_x} \over N})$ distribución ; por lo tanto, el común de la media de los $Y_i$ es 0 (trivial a partir de la definición de la media).
  • El común de la varianza de la $Y_i$ es de 1 (un poco menos trivial, pero puede ser trabajado a partir de la definición).
  • ${s^2} \over {\sigma^2_x}$ $\chi^2_{N-1}$ distribución (clásica resultado que recuerdo después de haber trabajado).
  • Cualquier libro de texto de estado que $m \over s$ $t_{N-1}(0, 1)$ distribución (No trivial, pero recuerdo haber trabajado fuera, el punto crucial de ser la independencia de $m$$s$. Creo que, históricamente, esto es el origen de la distinción de la $t$ distribución, por CIERTO...).
  • Obviamente, $Y_i={{X_i} \over s}-{m \over s}$.

Sin embargo, ni la $m$ ni $s$ son independientes de la $X_i$. Por lo tanto

  • la distribución de ${X_i} \over s$ es desconocida (para mí), y

  • la distribución de la suma es no la convolución de la distribución de sus términos.

Dónde estoy perdiendo el tiempo ?

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Oscar Cabrero Puntos 2922

Responder a mí mismo : yo no creo que este problema es (directamente) solucionable, ya que la transformación estudio (i. e. el centrado y la estandarización) no es un bijection : $Z=\alpha{}X$ tendrá la misma imagen como $X$ (siempre que $\alpha\neq{}0$, por supuesto), así como de $T=X+\gamma$. Por lo tanto, el clásico "Jacobina" resultados no (no !) aplicar : la transformación inversa no está definido...

Métodos más sofisticados (e. g. momento de generación de funciones) sugerencia (fuertemente) en la dirección de una normal(0, 1) como un límite para el tamaño de la muestra va hasta el infinito. Yo no soy lo suficientemente sofisticado (bastante bueno) para empujar en esta dirección, en el caso finito.

Lo siento, por una cuestión que debería haber parecen estúpidos o no solucionable a primera vista...

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Robert K Puntos 177

EDIT: Supongo que querías un resultado finito muestra, no una asintótica. Pero si $n$ es grande, el argumento a continuación muestra por qué estarás cerca de las normales independientes.

¿No es esto sólo una aplicación del teorema de Slutsky? Escribe:

$$\frac{X - m}{s} = \frac{\sigma}{s}\frac{X - \mu}{\sigma} + \frac{\sigma}{s}\frac{\mu - m}{\sigma}$$

Luego tenga en cuenta que $\frac{\sigma}{s} \rightarrow 1$, $\mu - m \rightarrow 0$ y $\frac{X - \mu}{\sigma} \sim N(0,1)$.

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