平方伽玛的期望


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如果使用和参数化了Gamma分布,则:αβ

E(Γ(α,β))=αβ

我想计算平方Gamma的期望值,即:

E(Γ(α,β)2)=?

认为是:

E(Γ(α,β)2)=(αβ)2+αβ2

有人知道后一种表达是否正确吗?


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这与我正在进行的模拟研究有关,我正在研究从Gamma绘制标准偏差,然后想要方差的平均值(即,平方Gammas)。
2014年

Answers:


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任何随机变量平方的期望值是其方差加上期望值平方,如

D2(X)=E([XE(X)]2)=E(X2)[E(X)]2E(X2)=D2(X)+[E(X)]2

如上设置的参数的期望值为(如您所述),方差为,因此,其平方的期望值为Γα/β α/β2

(α/β)2+α/β2

那就是:你是对的。


我感谢您的答复,尽管我不确定我是否遵循您的方程式-如果您通过D2(X)遵循方程式,则最终等于D2(X)+ E(X)^ 2
Joshua

3
那条线不是一个方程!请注意中间的箭头。第一部分(在箭头的左侧)是一个等式,表示第二个方程式(在箭头的右侧)。(通过在两边加上。)[E(X)]2
Tamas Ferenci 2014年

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为了完整起见,我将直接根据密度计算原始矩。首先,在形状/速率参数化下,伽玛分布的密度为 对于任何参数,我们都会认为尽管此结果很容易从恒等式得出 然后得出对于一个正整数,

fX(x)=βαxα1eβxΓ(α),x>0.
α,β>0
x=0fX(x)dx=1,
z=0xz1ezdz=Γ(z).
k
E[Xk]=x=0xkfX(x)dx=1Γ(α)x=0βαxα+k1eβxdx=Γ(α+k)βkΓ(α)x=0βα+kxα+k1eβxΓ(α+k)dx=Γ(α+k)βkΓ(α),
,在倒数第二步中,我们观察到积分等于因为它是伽玛密度与参数和的积分。对于,我们立即获得1α+kβk=2E[X2]=Γ(α+2)β2Γ(α)=(α+1)αβ2. 另一种方法是通过力矩生成函数: ,其中的条件是积分收敛所必需的。我们可以将其重写为然后得出
MX(t)=E[etX]=x=0βαxα1eβx+txΓ(α)dx=βα(βt)αx=0(βt)αxα1e(βt)xΓ(α)dx=(ββt)α,t<β,
t
MX(t)=(1t/β)α,
E[Xk]=[dkMX(t)dtk]t=0=[(1t/β)αk]t=0j=0k1α+jβ=Γ(α+k)βkΓ(α).

非常清楚且有用的推导。
2014年
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