期望变量的倒数


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可以是1 / E(X)吗?

不,通常不能;詹森的不等式告诉我们,如果是一个随机变量,而是一个凸函数,则。如果严格为正,则为凸,因此,对于严格凸函数,仅当具有零方差...所以在我们倾向于感兴趣的情况下,两者通常是不相等的。Xφφ(E[X])E[φ(X)]X1/XE[1/X]1/E[X]X

假设我们正在处理一个正变量,如果您清楚和将成反比关系(),则意味着表示,所以。1 / X 冠状病毒X 1 / X 0 È X 1 / X - ë X ë 1 / X 0 È X ë 1 / X 1 È 1 / X 1 / ë X X1/XCov(X,1/X)0E(X1/X)E(X)E(1/X)0E(X)E(1/X)1E(1/X)1/E(X)

我对分母应用期望感到困惑。

使用潜意识统计学家定律

E[g(X)]=g(x)fX(x)dx

(在连续的情况下)

因此,当, E[1g(X)=1XE[1X]=f(x)xdx

在某些情况下,可以通过检查(例如,使用伽玛随机变量)或通过求逆的分布或其他方式来评估期望。


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正如Glen_b所说,这可能是错误的,因为倒数是非线性函数。如果您想近似,则可以围绕使用泰勒展开式:E(1/X) E X E(X)

E(1X)E(1E(X)1E(X)2(XE(X))+1E(X)3(XE(X))2)==1E(X)+1E(X)3Var(X)
因此您只需要X的均值和方差,并且如果的分布是对称的,则此近似值可能非常准确。X

编辑:也许上面是相当关键的,请参见下面BioXX的评论。


哦,是的是的......我很抱歉,我不能缉拿这个事实......我有一个多个Q ...这是适用于任何类型的功能???其实我坚持...对的期望如何 可以根据和| x | E x V x |x||x|E(x)V(x)
推论

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我认为您不能将其用于因为该功能不可区分。我宁愿将问题分成几个案例,并说,猜测。E | X |= E X | X > 0 p X > 0 + E X | X < 0 p X < 0 |X|E(|X|)=E(X|X>0)p(X>0)+E(X|X<0)p(X<0)
Matteo Fasiolo

1
@MatteoFasiolo您能解释一下为什么分布的对称性(或缺乏分布)对泰勒逼近的精度有影响吗?您是否有资料可以指出,这是为什么呢?X
亚伦·亨德里克森

1
@AaronHendrickson我的理由很简单,就是扩展中的下一项与成正比,这与分布的偏度有关。偏斜度是不对称的度量。但是,零偏度不能保证对称性,我不确定对称性是否可以保证零偏度。因此,所有这些都是启发式的,可能会有很多反例。E{(XE(X))3}X
Matteo Fasiolo

4
我不知道该解决方案如何获得如此多的支持。对于单个随机变量 ,没有关于这种近似质量的证明。三阶导数是无界的。此外,其余的约。是,其中本身是和之间的随机变量。其余的通常不会消失,并且可能非常庞大。泰勒约。仅当具有随机变量其中时才有用。即使如此,如果对期望值感兴趣,则还需要统一的可集成性。˚F X = 1 / X 1 / 6 ˚F ''' ξ X - μ 3 ξ X μ X ñ - μ = Ö p一个Ñ一个Ñ0Xf(x)=1/x1/6f(ξ)(Xμ)3ξXμXnμ=Op(an)an0
BloXX

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其他人已经解释说,除了琐碎的案件外,该问题的答案是否定的。下面我们给出一种方法,当且概率为1时,找到,并且矩生成函数确实存在。遵循Beta分布,此方法的应用(以及推广)以期望值给出,我们在这里还将给出一个更简单的示例。 X>0MXt=EetX1/xxE1XX>0MX(t)=EetX1/xx

首先,请注意(简单的演算练习)。然后,写 一个简单的应用程序:令具有速率为1的指数分布,即密度为,矩生成函数。然后,因此绝对不会收敛,并且与 E10etxdt=1xX e xx > 0 M Xt = 1

E(1X)=0x1f(x)dx=0(0etxdt)f(x)dx=0(0etxf(x)dx)dt=0MX(t)dt
Xex,x>0&Integral;0中号X-MX(t)=11t,t<110MX(t)dt=011+tdt=ln(1+t)|0=1EX=11=1

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的另一种方法计算知道X是正随机变量是通过它的时刻生成函数。由于根据基本计算 -lambda 我们有了富比尼定理 ë [ ë - λ X ] &Integral; 0 ë - λ X d λ = 1E(1/X)E[eλX]&Integral;0 ë[ë-λX]dλ=ë[1

0eλxdλ=1x
0E[eλX]dλ=E[1X].

2
这里的想法是正确的,但细节是错误的。请检查
kjetil b halvorsen

1
@Kjetil我看不出问题是什么:除了在MGF的定义中使用而不是以及命名变量而不是的无关紧要的区别外,您刚刚发布的答案与这个。- X λtXtXtλ
ub

1
没错,问题比我想象的要少。如果有更多细节,这个答案还是更好的。我明天(当我有新票时)将对此表示反对
kjetil b halvorsen

1

首先给出一个直觉,如何在有限样本中使用离散案例来说明(抛开诸如E X = 0E(1/X)1/E(X) E(X)=0

在有限样本中,使用术语“ 平均”期望不是那么滥用,因此如果一方面

E(X)=1Ni=1NXi

另一方面

E(1/X)=1Ni=1N1/Xi

很明显,随着,N>1

E(1/X)=1Ni=1N1/XiNi=1NXi=1/E(X)

这导致基本上说因为(离散)和的倒数不是(离散)倒数的和。E(1/X)1/E(X)

类似地,在以中心的渐近连续情况下,0

E(1/X)=f(x)xdx1/xf(x)dx=1/E(X)

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