零膨胀泊松分布的均值和方差


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谁能用概率质量函数显示零膨胀泊松的期望值和方差

f(y)={π+(1−π)e−λ,if y=0(1−π)λye−λy!,if y=1,2....

其中是通过二项式过程观察到的零值的概率,而是泊松的均值的推导?πλ

结果为期望值,方差为。μ=(1−π)λμ+π1−πμ2

添加:我正在寻找一个过程。例如,您可以使用力矩生成功能吗?最终,我想看看如何做到这一点,以更好地理解零膨胀伽玛和其他。


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看来您知道一个如何产生这种概率分布的模型。你可以用它来帮助你吗?
— 主教

Answers:


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方法0:懒惰的统计员。

注意,对于我们有,其中是泊松随机变量取值的概率。由于对应于不会影响期望值,因此我们对泊松和期望线性的知识立即告诉我们 和 y≠0f(y)=(1−π)pypyyy=0

μ=(1−π)λ
EY2=(1−π)(λ2+λ).

一点代数和等式得出结果。Var(Y)=EY2−μ2

方法1:概率论证。

对于分布如何产生,有一个简单的概率模型通常会很有帮助。令和为独立随机变量。定义 然后,很容易看出具有所需的分布。要对此进行检查,请注意独立。类似地对于。Z∼Ber(1−π)Y∼Poi(λ)

X=Z⋅Y.
XfP(X=0)=P(Z=0)+P(Z=1,Y=0)=π+(1−π)e−λP(X=k)=P(Z=1,Y=k)k≠0

由此,其余的操作很容易,因为通过和的独立性, 并且 ZY

μ=EX=EZY=(EZ)(EY)=(1−π)λ,
Var(X)=EX2−μ2=(EZ)(EY2)−μ2=(1−π)(λ2+λ)−μ2=μ+π1−πμ2.

方法2:直接计算。

通过拉出一个并重写总和的限制,可以轻松获得均值。 λ

μ=∑k=1∞(1−π)ke−λλkk!=(1−π)λe−λ∑j=0∞λjj!=(1−π)λ.

类似的技巧在第二时刻起作用: 从这一点出发,我们可以像第一种方法一样继续进行代数运算。

EX2=(1−π)∑k=1∞k2e−λλkk!=(1−π)λe−λ∑j=0∞(j+1)λjj!=(1−π)(λ2+λ),

附录:这详述了上面计算中使用的一些技巧。

首先回想一下。∑k=0∞λkk!=eλ

其次,请注意 在第二倒数第二步进行替换。

∑k=0∞kλkk!=∑k=1∞kλkk!=∑k=1∞λk(k−1)!=∑k=1∞λ⋅λk−1(k−1)!=λ∑j=0∞λjj!=λeλ,
j=k−1

通常,对于泊松,容易计算阶乘矩因为 因此。我们得到“跳过”的个索引的总和的在第一平等的开始,因为对于任何,,因为恰好乘积中的一项为零。EX(n)=EX(X−1)(X−2)⋯(X−n+1)

eλEX(n)=∑k=n∞k(k−1)⋯(k−n+1)λkk!=∑k=n∞λnλk−n(k−n)!=λn∑j=0∞λjj!=λneλ,
EX(n)=λnn0≤k<nk(k−1)⋯(k−n+1)=0

红衣主教,这太棒了。您介意提供有关拉出详细信息吗?我的总结很生锈。谢谢!λ
— B_Miner 2011年

再次感谢您。这可能是一个简单的问题,但是pdf的顶部会发生什么(当y = 0时)为什么不将其包含在的计算中?π+(1−π)e−λμ
— B_Miner 2011年

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回想一下离散随机变量的期望值的定义:。因此,对于,期望值中的项为。μ=EY=∑y=0∞yP(Y=y)y=00⋅(π+(1−π)e−λ)=0
— 主教
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