Qual é o intervalo de correlações atingíveis para o par de variáveis aleatórias distribuídas exponencialmente e X 2 ∼ E x p ( λ 2 ) , onde λ 1 , λ 2 > 0 são os parâmetros de taxa?
correlation
exponential
QuantIbex
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Respostas:
Seja (resp. Ρ max ) denotar o limite inferior (resp. Superior) da correlação atingível entre X 1 e X 2 . Os limites ρ min e ρ max são atingidos quando X 1 e X 2 são respectivamente contramonotônicos e comonotônicos (veja aqui ).ρmin ρmax X1 X2 ρmin ρmax X1 X2
Limite inferiorρmin
Para determinar o limite inferior , construímos um par de variáveis exponenciais contramonotônicas e calculamos sua correlação.
A condição necessária e suficiente mencionada aqui e a transformação integral de probabilidade fornecem uma maneira conveniente de construir as variáveis aleatórias e X 2, de modo que elas sejam contramonotônicas. Lembre-se de que a função de distribuição exponencial é F ( x ) = 1 - exp ( - λ x ) , portanto, a função quantil é F - 1 ( q ) = - λ - 1 log ( 1 -X1 X2
F( x ) = 1 - exp( - λ x ) .F- 1( q) = - λ- 1registro( 1 - q)
Seja uma variável aleatória uniformemente distribuída, então 1 - U também é uniformemente distribuída e as variáveis aleatórias X 1 = - λ - 1 1 log ( 1 - U ) ,você∼ U( 0 , 1 ) 1 - U
têm a distribuição exponencial com as taxas λ 1 e λ 2 respectivamente. Além disso, são contramonotônicos, já que X 1 = h 1 ( U ) e X 2 = h 2 ( U ) e as funções h 1 ( x ) = - λ - 1 1 log (
Agora, vamos calcular a correlação de e X 2 . Pelas propriedades da distribuição exponencial, temos E ( X 1 ) = λ - 1 1 , E ( X 2 ) = λ - 1 2 , v a r ( X 1 ) = λ - 2 1 e v a r ( X 2 ) = λ - 2X1 X2 E ( X1) = λ- 11 E ( X2) = λ- 12 v a r ( X1) = λ- 21 . Além disso, temos
E ( X 1 X 2 )v a r ( X2) = λ- 22
ondefU(u)≡1é a função de densidade da distribuição uniforme padrão. Para a última igualdade,conteicom oWolframAlpha.
Assim,
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