两个独立的伽玛随机变量的总和


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根据Wikipedia关于Gamma分布的文章

如果ÿ ģ 一个b θ ,其中Xÿ是独立随机变量,则X + ý ģ 一个一个+ b θ XGamma(a,θ)YGamma(b,θ)XYX+YGamma(a+b,θ)

但是我没有任何证据。谁能指出我的证据?

编辑:非常感谢Zen,而且我在Wikipedia页面上找到了关于特征函数的答案作为示例


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直觉: Gamma 分布是n个独立的指数分布之和,因此在这种情况下,如果ab均为正整数,则X + Y将立即具有Gamma a + b θ 分布。(n)nX+Y(a+b,θ)ab
ub

Answers:


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证明如下:(1)请记住,独立随机变量之和的特征函数是其各个特征函数的乘积;(2)获取的伽马随机变量的特性函数在这里 ; (3)做简单的代数。

要获得除此代数论点之外的一些直觉,请查看whuber的评论。

注意: OP询问如何计算伽玛随机变量的特征函数。如果,那么(你可以把作为一个普通的常数,在这种情况下)XExp(λ)i

ψX(t)=E[eitX]=0eitxλeλxdx=11it/λ.

现在使用胡伯的提示:如果,则ÿ = X 1 + + X ķ,其中X 的是独立ë X pλ = 1 / θ 。因此,使用性能(1),我们有 ψ ý= 1YGamma(k,θ)Y=X1++XkXiExp(λ=1/θ)

ψY(t)=(11itθ)k.

提示:您将不会学习盯着结果和证明的这些东西:保持饥饿,计算所有内容,尝试查找自己的证明。即使您失败了,您对他人答案的赞赏也会更高。而且,是的,失败是可以的:没有人在寻找!学习数学的唯一方法是为每个概念和结果而战。


引用的声明明确指出“只要所有Xi是独立的”。
ub

我不明白的一件事是,我们是如何得出特征函数的?
Dexter12年

我将其添加到答案中。看一看。
2013年

或许可以包括用于的特征函数的参考非整数的值一个Γ(a,θ)a
Dilip Sarwate

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这是一个不需要使用特征函数的答案,而是增强了一些在统计中还有其他用途的想法。独立随机变量之和的密度是密度的卷积。因此,为了便于说明,取,则z > 0f X + Yz θ=1z>0

fX+Y(z)=0zfX(x)fY(zx)dx=0zxa1exΓ(a)(zx)b1e(zx)Γ(b)dx=ez0zxa1(zx)b1Γ(a)Γ(b)dxnow substitute x=zt and think=ezza+b101ta1(1t)b1Γ(a)Γ(b)dtof Beta(a,b) random variables=ezza+b1Γ(a+b)

3
(X,Y)(U,V)=(X+Y,X)

XY

@pikachuchameleon看到我的这个答案
Dilip Sarwate

3

abXYabθXY

  1. 独立
  2. 总计出现的等待时间a+b

a+ba+b,θ

这些都不是数学上的证明,但是会在连接的骨骼上放些肉,如果您想在数学上证明它,可以使用它。

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