对数正态随机变量的相关性


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给定和具有相关系数正常随机变量,我如何找到以下对数正态随机变量和之间的相关性?X 2 ρ ý 1 ÿ 2X1X2ρY1Y2

Y1=a1exp⁡(μ1T+TX1)

Y2=a2exp⁡(μ2T+TX2)

现在,如果X1=σ1Z1和X2=σ1Z2,其中Z1和Z2是标准法线,则从线性变换属性中,我们得到:

Y1=a1exp⁡(μ1T+Tσ1Z1)

Y2=a2exp⁡(μ2T+Tσ2(ρZ1+1−ρ2Z2)

现在,如何从此处计算Y1和Y_2之间的相关性Y2?


@ user862,提示:使用双变量正态的特征函数。
— mpiktas,2011年

2
请参阅stuart.iit.edu/shared/shared_stuartfaculty/whitepapers/…中的公式(11)(但请注意可怕的排版)。
— ub

Answers:


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我假设和。表示X 2〜Ñ (0 ,σ 2 2)Ž 我 = EXP (√X1∼N(0,σ12)X2∼N(0,σ22)Zi=exp⁡(TXi)。然后

log⁡(Zi)∼N(0,Tσi2)
这样是对数正态的Zi。从而

EZi=exp⁡(Tσi22)var(Zi)=(exp⁡(Tσi2)−1)exp⁡(Tσi2)
和
EYi=aiexp⁡(μiT)EZivar(Yi)=ai2exp⁡(2μiT)var(Zi)

然后用公式为多元正态分布的MGF我们

EY1Y2=a1a2exp⁡((μ1+μ2)T)Eexp⁡(TX1+TX2)=a1a2exp⁡((μ1+μ2)T)exp⁡(12T(σ12+2ρσ1σ2+σ22))
所以
cov(Y1,Y2)=EY1Y2−EY1EY2=a1a2exp⁡((μ1+μ2)T)exp⁡(T2(σ12+σ22))(exp⁡(ρσ1σ2T)−1)

现在和的相关性Y1Y2是协方差除以方差的平方根:

ρY1Y2=exp⁡(ρσ1σ2T)−1(exp⁡(σ12T)−1)(exp⁡(σ22T)−1)

请注意,只要近似值在上面找到的最终公式上有效,就具有。ex≅1+xρY1Y2≅ρ
— danbarros
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