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Simular una variable aleatoria que tenga una tasa de falla de rayos por partes

Tengo problemas para simular valores para una variable aleatoria$X$ que tiene una tasa de falla gamma por partes:$$ \lambda_X(t) =\lambda_1(t)1\!\!1_{\lbrace t\leq t_0 \rbrace} + \lambda_2(t)1\!\!1_{\lbrace t > t_0 \rbrace}$ $ donde$\lambda_1$ y$\lambda_2$ son las tasas de falla de dos distribuciones Gamma$\Gamma(\alpha_1,\beta_1)$ y$\Gamma(\alpha_2,\beta_2)$ respectivamente. El valor de$t_0$ y los parámetros de las distribuciones Gamma se conocen de antemano.

Aparentemente, el punto de cambio$t_0$ no permite simular dos variables aleatorias gamma independientes. ¿Alguien tiene una solución? Gracias por adelantado.

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Lev Puntos 2212

Como regla general, cuando la tasa de fracaso$$\eta(t)=\frac{f(t)}{\int_t^\infty f(x)\,\text{d}x}=-\frac{\text{d}}{\text{d}t}\,\log \int_t^\infty f(x)\,\text{d}x$$we can formally derive$$\int_0^t\eta(x)\,\text{d}x=-\log \int_t^\infty f(x)\,\text{d}x$$since the value at $t=0$ is zero on both sides, and$$\exp\left\{-\int_0^t\eta(x)\,\text{d}x\right\}=1-\int_0^t f(x)\,\text{d}x$$which leads to the cdf$$F(t)=\int_0^t f(x)\,\text{d}x=1-\exp\left\{-\int_0^t\eta(x)\,\text{d}x\right\}$$From a simulation perspective, if we generate $U\sim\mathcal{U}(0,1)$, we have to solve $F(X)=U$, lo que significa $$1-\exp\left\{-\int_0^X\eta(x)\,\text{d}x\right\}=U$$or$$\int_0^X\eta(x)\,\text{d}x=-\log(1-U)$$ Ahora, cuando $\eta(x)=\lambda_1(x)\mathbb{I}_{x\le t_0}+\lambda_2(x)\mathbb{I}_{x>t_0}$, esto significa que $$F(x)=\casos{F_1(x) &\text{si }x<t_0\\ 1-\{1-F_1(t_0)\}\dfrac{1-F_2(x)}{1-F_2(t_0)} &\text{else}}$$ where $F_1$ is the Gamma $G(\alpha_1,\beta_1)$ cdf and $F_2$ the Gamma $G(\alpha_2,\beta_2)$ cdf. Equivalentemente, $$F(x)=\casos{F_1(t_0)\mathbb{P}(X_1,\le x|X_1\le t_0) &\text{si }x<t_0\\ F_1(t_0)+\{1-F_1(t_0)\}\mathbb{P}(X_2\le x|X_2\ge t_0) &\text{else}}$$where $X_1$ and $X_2$ denote Gamma $G(\alpha_1,\beta_1)$ and Gamma $G(\alpha_2,\beta_2)$ variables aleatorias.

Conclusión Esta representación de la cdf, establece que la distribución de la tasa de falla$$\eta(x)=\lambda_1(x)\mathbb{I}_{x\le t_0}+\lambda_2(x)\mathbb{I}_{x>t_0}$$es un la mezcla de una Gamma $G(\alpha_1,\beta_1)$ trunca a $(0,t_0)$ y de una Gamma $G(\alpha_2,\beta_2)$ trunca a $(t_0,\infty)$ con pesas $F_1(t_0)$ $(1-F_1(t_0))$.

En términos de azar de simulación de este medio

  1. elija la generación de la distribución Gamma $G(\alpha_1,\beta_1)$ trunca a $(0,t_0)$ con una probabilidad de $F_1(t_0)$ y la generación de la distribución Gamma $G(\alpha_2,\beta_2)$ trunca a $(t_0,\infty)$ con una probabilidad de $1-F_1(t_0)$
  2. Generar X de la recogió trunca distribución Gamma

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